GUIDE TECHNIQUE N°3 : Sources de charge – Partie 2 : les panneaux photovoltaïques
2- Comment charger sa batterie via l’énergie solaire ?
Le deuxième moyen de charge, qui est de plus en plus utilisé, c’est la charge grâce à l’énergie solaire. Une fois l’installation faite, en effet, plus besoin de manipulations contrairement à un branchement au réseau. Enfin, il faut quand-même vérifier régulièrement l’état des panneaux (les capteurs solaires ou modules) et nettoyer leur surface afin de garantir leur efficacité.
Et le soleil, c’est « gratuit » !
C’est bien beau tout çà, mais, c’est aussi une technologie qu’il faut apprendre à maîtriser. Alors, parlons tout d’abord des différents types de « capteurs solaires » qui nous intéressent. Et, avant toute chose, petite rectification de langage.
L’appellation « panneau solaire », souvent utilisée en langage courant, ne concerne que les panneaux thermiques (chauffage ou production d’eau chaude). Il faut distinguer ces panneaux de ceux qui nous intéressent : les panneaux photovoltaïques (production d’électricité).
Il existe également, des technologies hybrides comme les panneaux Spring® de la société française Dualsun qui permettent de transformer cette énergie solaire en électricité et en eau chaude. Mais çà, c’est pour les bâtiments, par pour nous !
Van Volkswagen T3, 4×4, de 1987 transformé en véhicule électrique solaire (crédit photo : @evworldtour #evwt)
Des panneaux photovoltaïques sur nos véhicules, est-ce vraiment utile?
Eh bien, pour répondre à cette question cruciale, nous vous renvoyons au chapitre précédent et aux quatre cas rencontrés. Dans tous les cas, il sera préférable de s’équiper de ce moyen de charge. Pourquoi ?
La vie et l’activité au sein de nos maisons mobiles exigent l’utilisation de l’électricité : pour l’éclairage, la recharge des smartphones et tablettes, l’utilisation d’un réfrigérateur/glacière (surtout s’il est à compression), le fonctionnement d’une douche, etc.
Il est impératif de combiner ce moyen de charge avec celui de l’alternateur si l’on ne veut pas se connecter au réseau local d’électricité. D’ailleurs, il est souvent difficile de trouver un point de connexion dans des lieux où on s’arrête d’habitude : terrain vague, champ inoccupé, zone réservée octroyée par la commune mais qui se trouve parfois à l’écart de la ville, etc. A moins d’aimer les campings au point d’en délaisser ce sentiment de liberté et d’indépendance.
L’installation de panneaux solaires constitue donc une solution adéquate pour rendre plus autonome et plus fonctionnel un véhicule habitable et mobile. Nous n’avons ainsi plus de problème pour alimenter nos appareils électroménagers et tout autre équipement électrique, surtout lorsque nous combinons cette énergie à l’autre quasi indispensable qu’est le gaz.
Enfin, si on envisage de recharger notre batterie cellule uniquement à partir de l’alternateur, gardons bien à l’esprit que si la charge globale est relativement rapide, il faut beaucoup de temps pour compléter l’étape d’absorption (même si on a un chargeur puissant).
Ainsi, à moins d’aimer conduire B-E-A-U-C-O-U-P et tous les jours, l’énergie solaire nous assurera une charge complète et augmentera la durée de vie de notre batterie. CQFD !
À RETENIR
Aujourd’hui, une de nos priorités pour préserver notre planète est d’utiliser l’énergie renouvelable comme le vent et le soleil. Non seulement les panneaux photovoltaïques offrent de l’énergie propre (sans émission de CO2) mais aussi et surtout, c’est un investissement rentable. Ils offrent à son propriétaire de l’électricité gratuite une fois que le coût d’investissement (achat + frais d’installation) est amorti. Sachant que les panneaux de qualité ont des garanties de performance d’au moins 25 ans (durée de vie réelle : entre 30 et 40 ans).
Autre avantage non négligeable : plus besoin de démarrer le moteur de notre véhicule pour allumer une lampe ou charger le téléphone avec un chargeur allume-cigare. Cela diminue la consommation de carburant et préserve la longévité de la batterie de la voiture.
Mais, ATTENTION: nous ne pouvons pas parler ici de moyen de charge complet mais de complément de charge. En effet, contrairement à une installation domestique, nous avons des contraintes de place, de poids. De plus, la production électrique d’un panneau photovoltaïque est très aléatoire : pertes à plat, situation géographique, période de l’année, heure, rendements des cellules encore faibles compte-tenu des technologies actuelles.
Quel type de panneau photovoltaïque?
Il existe trois types de panneaux photovoltaïques (on notera « panneau PV » par simplification) : les panneaux à cellules silicium amorphe (rendement de surface : 50 à 100 W/m²), les panneaux à cellules polycristallines (rendement de surface : 100 à 180 W/m²) et les panneaux monocristallins (rendement de surface : 160 à 240 W/m²).
Ce sont ces derniers qui sont souvent les mieux adaptés pour nos véhicules habitables et mobiles. Ils offrent le meilleur rendement et sont donc moins encombrants.
À noter que les panneaux PV à cellules polycristallines partagent les mêmes qualités de longévité et de durabilité que les panneaux monocristallins. Vous ne pouvez vraiment pas vous tromper avec l’une ou l’autre des options tant que vous prenez des mesures et que vous vous assurez que tout s’ajuste sur votre toit.
Différents types de panneaux PV (source : flexyourte.com)
Les fournisseurs proposent également très souvent des panneaux souples à installer sur le toit de notre véhicule. C’est, dans la plupart des cas, un choix que l’on fait pour des raisons de discrétion, de limite de hauteur, ou même de poids.
Mais, qu’en est-il des avantages et inconvénients d’un tel choix comparé à celui d’un panneau PV rigide ?
Comparatif simplifié des avantages/inconvénients entre les panneaux PV souples et les rigides.
Les qualités et les nouvelles techniques de fabrication des panneaux PV ont également une incidence sur leur rendement électrique, exprimé en % (potentiel de conversion du rayonnement solaire en électricité).
On entend souvent parler en ce moment des capteurs monocristallins back contact et de leur meilleur rendement électrique (ne pas confondre avec les full black !).
Voici, de manière schématique, la raison de ces meilleures performances.
Comparatif simplifié des avantages/inconvénients entre les panneaux PV souples et les rigides.
Mais rien ne vaut une bonne comparaison personnelle des documents constructeurs. En effet, la qualité d’un panneau PV ne s’arrête pas au type de cellule utilisée, mais aussi à l’assemblage et à la fabrication du panneau.
Nous vous invitons également à visionner le test réalisé en direct en Roumanie par Victron depuis mars 2020. Il permet d’établir une comparaison en conditions réelles entre des modules PV poly-ou-monocristallin, à cellules PERC et à cellules séparées.
Envie d’y jeter un oeil ? C’est par ICI …
⇒ cliquer ensuite sur le bouton bleu « Field test: PV Modules » situé en haut à gauche de la page.
Page d’accueil du test sur le terrain de différents modules PV (source Victron)
Quelles sont les combinaisons de branchements de plusieurs panneaux PV possibles?
Comme pour un parc de batteries, plusieurs branchements sont possibles. Il existe 3 types de montages relativement faciles à comprendre: le montage en série, le montage en parallèle et la combinaison des montages en série et en parallèle (montage mixte).
Pour en simplifier les explications et connaître les caractéristiques électriques qui nous intéressent, nous vous proposons de visionner notre vidéo:
Vidéo « Les panneaux photovoltaïques sur un fourgon aménagé :
branchement en série ou en parallèle ? ».
Chaîne YouTube de La Route Libre
Quelles sont les données techniques d’un panneau photovoltaïque fournies par un fabricant? Ce qu’il faut savoir décrypter
Tout panneau PV possède ses propres caractéristiques qui sont fournies par le fabricant. On les retrouve à l’aide d’une étiquette apposée au-dessous du panneau.
Exemple d’étiquette fabricant apposée sous le panneau (panneau du Merlin, camping-car)
Beaucoup trop de sites de fournisseurs ne nous permettent pas d’obtenir ces caractéristiques avant d’acheter, ou bien, de manière trop succincte. Dans ce cas, notez bien la référence et saisissez « panneau photovoltaïque référence fiche technique (ou caractéristiques) » dans votre moteur de recherche.
Si malgré vos recherches, vous ne trouvez pas les caractéristiques, tout comme pour l’achat d’une batterie, demandez ces infos indispensables au vendeur. Sinon, passez votre chemin !
Encore une fois, renseignez-vous bien avant d’acheter. Ou mieux encore, faites appel à La Route Libre voir notre page Services.
Les fiches techniques des fabricants
Voici, par exemple, comment doit se présenter un document technique complet :
Extrait de fiche technique de panneau photovoltaïque (Marque française Systovi)
Les caractéristiques d’un panneau PV et leurs significations
Au-delà de son poids et de son encombrement (très important pour nous), de sa résistance aux impacts, voici les caractéristiques électriques qui nous intéressent et leur signification. Nous vous précisons, entre parenthèses, le terme en anglais et son abréviation car une grande majorité de panneaux PV sont fabriqués à (ou pour) l’étranger. Quelques marques françaises maîtrisent la conception et une partie du processus de fabrication des panneaux (appelés aussi « modules » ou « capteurs ») : Voltec, Systovi, Dualsun et Recom Sillia. Elles souffrent toutes de la concurrence chinoise, alors, aidons-les en achetant leurs produits.
Concernant la fabrication de lingots de silicium et de cellules PV, étapes nécessitant une technologie de pointe, la seule entreprise française se trouve près de Lyon (Photowatt). Elle a, elle aussi, bien du mal à résister à une concurrence qui a délocalisé à outrance sa production (part de la production européenne à l’échelle mondiale en 2017 : 3% alors qu’elle était de 30 % dix ans plus tôt).
Revenons au décryptage des informations techniques d’un panneau PV. Tout d’abord, on trouve sur les documents techniques des fabricants, les performances électriques du module adossées à un ou plusieurs sigles correspondant à des tests. Les conditions standards de test définissent la façon dont les modules photovoltaïques sont examinés en laboratoire afin d’en dégager les propriétés électriques.
Il s’agit de conditions normalisées qui permettent de comparer des modules entre eux. Le principal test de référence étant le STC (Standard Test Conditions) : conditions normales d’essai.
Puis on trouve le NOCT. C’est l’abréviation de l’anglicisme Normal Opérating Cell Temperature, qui signifie en français : température nominale d’utilisation des cellules. En effet, les conditions STC imposent un niveau d’éclairement de 1000 W/m² et une température de cellule de 25°C. Or, dans la réalité, les cellules des modules ne fonctionnent pas dans ces conditions. Ainsi, la profession a introduit des conditions de test des cellules plus proches de la réalité.
Voici ce que sont les conditions NOCT :
• Niveau d’éclairement : 800 W/m²
• Température extérieure : 20 °C
• Vitesse du vent : 1 m/s
• Air Masse (épaisseur d’atmosphère): AM=1,5 Au niveau de l’Equateur, l’atmosphère a une épaisseur AM=1, en Europe cette valeur est d’environ 1,5. Pour simplifier, on peut considérer que la puissance maximum est obtenue pour un ensoleillement maximum lorsque le soleil est au zénith sur une latitude inférieure à 45°N (sous l’axe Bordeaux-Grenoble).
Il n’y a plus de conditions sur la température des cellules mais sur la température de l’air environnant (20°C) et sur la vitesse du vent (1 m/s). Dans ces conditions NOCT, qui sont proches des conditions de fonctionnement des installations photovoltaïques, les cellules constituants les modules photovoltaïques vont chauffer et atteindre une température stationnaire qu’on appelle donc température nominale d’utilisation des cellules (NOCT en anglais).
Enfin, certains fabricants font référence aux LIC (Low Irradiance Test conditions). En français : conditions d’essai sous éclairement faible. Les valeurs de référence de ce test sont un niveau d’éclairement de 200 W/m², une température de cellule de 25 °C et un indice de masse atmosphérique de 1,5.
À RETENIR :
Tous ces tests (et il y en a d’autres non cités ci-dessus) sont obligatoires selon les territoires visés commercialement. Ce qui explique certaines fiches techniques plus fournies que d’autres en informations. Les deux plus communs de ces tests, pour nous, étant le STC et le NOCT *. Ils permettent de pouvoir comparer les modules selon les mêmes critères et quels que soient les fabricants.
* Le terme NOCT, dans les nouvelles normes, est remplacé par le NMOT (Nominal Module Operating Temperature), température nominale de fonctionnement d’un module.
Les caractéristiques d’un panneau PV et leurs significations
PMax ou Pmpp (Peak Power Watts ou Maximum Power), puissance crête ou nominale. C’est la puissance maximale que le module peut fournir aux conditions normales d’essai (STC) ⇒ première valeur qui va nous servir pour calculer le dimensionnement de notre installation solaire.
Vmpp (Maximum Power Voltage) ou Umpp, tension à puissance maximale ou de charge. C’est la valeur de tension qui permet de délivrer la puissance maximum réelle en éclairement maximum. C’est la tension maximale que le module pourra transmettre au régulateur ⇒ deuxième valeur que l’on prendra en compte pour le dimensionnement de notre installation solaire (cf vidéo du chapitre précédent).
Impp (Maximum Power Current), courant à puissance maximale ou de charge. C’est le courant fourni dans les conditions de puissance maximale, donc, en rayonnement solaire maximum ⇒ troisième valeur que l’on prendra en compte pour le dimensionnement de notre installation solaire (cf vidéo du chapitre précédent).
Voc (Open Circuit Voltage) ou UCO, tension en circuit ouvert ou tension à vide. C’est la tension de sortie aux bornes du module photovoltaïque, sous une température et un éclairement tels que le courant électrique produit par le module est nul. C’est cette valeur qui détermine le choix du calibre du régulateur (voir lien de la vidéo dans un des chapitres suivants).
Isc (Short-Circuit Current) ou ICC, courant de court-circuit. C’est l’intensité maximum de courant pouvant être délivré par le panneau.
Caractéristiques techniques module monocristallin BlueSolar 160 W (Source Victron)
Importance de la tension à puissance maximale et du rendement
Les panneaux PV, à moins d’être fortement ombragés, ont une tension de sortie remarquablement élevée et constante même lorsque l’intensité du soleil change.
C’est principalement le courant (Impp) qui diminue lorsque l’intensité lumineuse baisse. Même pour nos véhicules équipés d’un parc batteries en 12, 24 ou 48 V, des panneaux utilisés en installation domestique et ayant une Vmpp importante peuvent être une solution intéressante, dans le cas où on ne peut en mettre qu’un (et un grand, du coup), sur le toit. L’avantage principal de ces panneaux est qu’ils atteignent beaucoup plus vite la tension de déclenchement du régulateur de charge solaire (voir vidéo, lien au chapitre précédent).
Par conséquent, pas besoin de soleil pour commencer la recharge de vos batteries auxiliaires, mais de la simple lumière du jour pour réussir à envoyer la tension nécessaire à la recharge des batteries. Pour vous donner un simple exemple avec le panneau que j’ai installé sur mon camping-car (Vmpp = 37,5 V, cf étiquette fabricant ci-dessus), dès que le jour se lève et par temps brumeux, j’ai déjà un minimum de 30 V en sortie du panneau PV.
Le régulateur a donc toute la journée la tension nécessaire pour charger ma batterie plomb étanche 24 V ( 29 V en bulk ou absorption et 28 V en float).
Un autre élément important à comprendre et qui figure en bonne place sur ces documents techniques : le rendement des cellules ou des panneaux.
Certains constructeurs mentionnent sur leurs fiches techniques la notion d’efficacité. Nous trouvons, à La Route Libre ce terme plus clair car, on le verra plus loin, les conditions d’installation, d’utilisation et d’entretien influent sur le rendement d’un panneau PV.
Alors, parlons plutôt d’efficacité comme sur cette fiche technique :
Extrait de fiche technique du panneau photovoltaïque ps73330N07 – 330 Wc (Marque française Systovi)
Les pertes d’un panneau photovoltaïque > son efficacité
Un panneau PV reçoit une quantité d’énergie sous forme de rayonnement pour la transformer en énergie électrique. Ces panneaux ont une efficacité maximale théorique qui ne peut pas être dépassée.
Une partie de cette énergie sera perdue et évacuée sous forme de chaleur.
Ces pertes sont classées en trois catégories :
• pertes dues au niveau d’énergie (énergie diffusée par la lumière sous forme de photons et variable selon chaque couleur de lumière),
• pertes par rayonnement (une partie du rayonnement est réfléchie par la surface recouvrant le panneau)
• pertes résistives (dues à l’énergie thermique dégagée par la circulation des électrons dans les cellules).
18 à 20 % est une très bonne valeur d’efficacité pour des panneaux PV.
En consultant cette fiche technique de Systovi, on peut lire deux indices d’efficacité : l’efficacité de la cellule et celle du module. Ce n’est pas pour vous embrouiller, ce sont deux évaluations différentes.
Le calcul de l’efficacité cellulaire prend en compte la surface spécifique de la cellule. L’efficacité du module inclut la surface de l’espace blanc entre les cellules et les cadres. C’est cette valeur (efficacité du module) qui nous intéresse.
Dethleffs e.home, le camping car qui roule à l’énergie solaire (concept Dethleffs sur porteur Iveco Daily Electric)
L’évolution technologique des panneaux photovoltaïques
C’est un secteur porteur, donc, régulièrement, on découvre au fur et à mesure de l’actualité, de nouveaux noms qui qualifient des nouveautés technologiques dans le domaine de la fabrication des panneaux photovoltaïques.
Par exemple, quelques mots au sujet de la technologie des cellules PERC (Passivated Emiter Rear Cell) que l’on trouve sur certains modules. Les cellules PERC absorbent plus de lumière que les cellules conventionnelles, ce qui donne une meilleure performance dans des conditions de faible luminosité.
A voir en conditions réelles et comparable (cf test Victron en Roumanie ⇒ lien ICI).
Section des connecteurs et indice de protection
Deux autres informations qu’il faut également prendre en compte pour guider notre choix puis notre installation :
- La section des câbles de raccordement. Elle peut être de 2,5 mm2, 4 ou 6 mm2 selon les panneaux. Il faudra y faire attention selon la distance qui sépare la position du (ou des) module (s) sur le toit et l’installation du régulateur dans l’habitacle (normes de section à appliquer, voir chapitre sur le câblage).
- Le boîtier de jonction (ou boîte de raccordement), situé au dos du panneau, comporte le câblage réalisé en usine d’où sortent deux câbles avec les connecteurs servant au branchement à notre installation électrique (voir détails ci-dessous). Le fabricant précise son Indice de Protection (IP, voir tableau ci-dessous). Plus la valeur de celui-ci sera grande, meilleure sera la garantie de tenue dans le temps face au intempéries. Là aussi, ce sont des données importantes à prendre en compte quant au choix pour nos maisons sur roues. Par exemple, la conduite sous temps pluvieux/neigeux entraine des projections d’eau très importantes sur l’ensemble du panneau PV et notamment, au niveau de ce boîtier de jonction et de ces câbles de raccordement.
Extrait de fiche technique de panneau photovoltaïque (Marque française Recom-Sillia)
Tableau des indices de protection. Exemple : IP 65 signifiant que le produit est totalement protégé contre les poussières (1er chiffre) et contre les jets d’eau de toutes directions à la lance (2ème chiffre).
Qu’est-ce qui peut affecter la production d’un module photovoltaïque ?
Plusieurs facteurs affectent la production de panneaux solaires. Les plus importants sont énumérés ci-dessous :
L’ombrage
On l’a vu dans la vidéo précédente, les ombres portées sur un ou plusieurs panneaux PV peuvent affecter considérablement leur efficacité. Cet ombrage peut être causé par les branches des arbres, des salissures importantes (fientes de mouettes par exemple), les lanterneaux ouverts, un récepteur satellite déployé ou même un climatiseur utilisé par certains.
Il est donc essentiel de garder vos panneaux propres et d’éviter qu’ils soient affectés par ces ombres. Ceci est tout particulièrement important pendant les horaires du rayonnement solaire maximum (9 heures à 16 heures environ, variable selon la saison et l’emplacement géographique) car c’est le moment où vous recevez environ 95% de votre charge solaire quotidienne.
Le matin et le soir, le soleil est à un angle plus faible et il est parfois difficile d’éviter l’ombre d’objets fixés en permanence sur votre toit. L’intensité de la lumière du soleil pendant ces heures est moindre et, de toute façon, la compensation aux besoins en énergie électrique quotidienne est relativement faible.
La courbe puissance-tension indique le point où la puissance de sortie est maximale (le Pmp).
Comme le montre l’illustration de droite, un panneau solaire peut avoir plusieurs Pmp lorsqu’il est partiellement ombragé (source : Aurora Solar).
L’intensité lumineuse
Plus la lumière du soleil est intense, plus les panneaux produiront d’énergie. C’est effectivement une corrélation linéaire. Cela signifie que s’il y a 1000 watts / m² de soleil (cf conditions STC), vous aurez la puissance nominale complète du panneau. S’il y a 500 watts / mètre carré, vous n’aurez plus que la moitié de la puissance nominale du panneau.
L’angle du soleil
Lorsque la surface de vos panneaux n’est pas exactement perpendiculaire à la lumière du soleil, la surface transversale du module exposée au soleil sera réduite et vous perdrez une partie de la radiation solaire sur la surface du panneau
Généralement les panneaux PV sont montés à plat sur le toit de nos véhicules, signifiant que nos panneaux ne seront probablement jamais parfaitement orientés vers le soleil. Ceci est plus prononcé en hiver lorsque le soleil a un chemin plus bas dans le ciel. Cela étant dit, il existe des possibilités de montage en inclinaison qui vous permettront de diriger les panneaux vers le soleil et d’améliorer la production.
Mais, cela nécessite de se garer en fonction de la position du soleil et, sauf matériel sophistiqué et coûteux (tracker par exemple), il ne faut pas oublier de les replier avant de reprendre la route (si si, ça arrive) !
Combi Volkswagen de 1973 transformé en véhicule électrique solaire (crédit photo: famille Belan)
La température des cellules
Les cellules des modules PV sont de couleur sombre et produisent beaucoup plus de chaleur que la température de l’air ambiant.
Plus ces cellules sont chaudes, plus la tension de fonctionnement est basse. Plus la tension est basse, plus la puissance est faible (Volts x Ampères = Watts). Elles diminuent toutes deux d’environ 4,5 % pour chaque augmentation de 10°C de la température. C’est pourquoi il est important d’utiliser des panneaux dont la tension de fonctionnement est supérieure à 17 volts à 25 ° C (pour un parc de batteries à 12 V).
Il faut entre 14,1 et 14,4 volts pour charger complètement la plupart des batteries (certaines nécessitant entre 14,6 et 14,8 volts). Un panneau de 17 volts peut perdre plus de 10 % de son efficacité, soit environ deux volts quand il fait chaud.
Lorsque vous ajoutez d’autres chutes de tension causées par la section des câbles, les connexions et le régulateur de charge, vous ne pourrez peut-être pas amener les batteries jusqu’à la tension requise pour une charge complète.
Par conséquent, choisissez des modules à plus de 36 cellules (on trouve beaucoup de panneaux en 60 et 72 cellules aujourd’hui, par exemple) permettant d’avoir une tension d’utilisation plus élevée (de l’ordre de 30 volts pour un parc batteries en 12 V). Ou bien, combinez plusieurs panneaux en série afin d’obtenir une tension de fonctionnement plus élevée.
Et n’oubliez pas : installez vos panneaux avec des supports permettant de laisser une dizaine de centimètres de passage d’air en dessous (galerie, supports en Z, etc …) ⇒ voir nos vidéos, à ce sujet, sur la chaîne YouTube de La Route Libre.
Un mauvais câblage
Les connexions électriques mal réalisées créent une résistance qui réduit la quantité d’énergie transmise à vos batteries. Assurez-vous de réaliser de bonnes connexions (Cf. guide technique N°7 « Le câblage d’une installation électrique embarquée»).
Veillez surtout à utiliser la section de câble appropriée à l’intensité qui circulera entre les appareils. L’utilisation de câbles sous-dimensionnés entraînera une chute de tension et une inefficacité du système.
CONSEILS PRATIQUES
À notre avis, le câblage en série devrait être la configuration idéale (à condition d’utiliser un régulateur de charge MPPT, voir chapitre suivant).
Cela permet de :
1) Récupérer autant d’énergie que possible du parc solaire (tension plus élevée, plus faible courant et moins de pertes dans le système), même si la température des cellules est élevée.
2) Simplifier et optimiser l’installation : section des câbles et calibre des protections plus faibles, installation plus rapide = diminution des coûts.
Si vous avez une petite puissance solaire ( 300 W) et un régulateur PWM, le câblage en parallèle est préférable. Assurez-vous simplement de tout installer et dimensionner correctement.
Par contre, le montage en série pose problème quand une des cellules ne produit pas (ombre). L’installation complète peut être déficiente.
Le montage en parallèle donne une tension plus faible et un courant plus élevé entraînant des coûts d’installation plus importants (sections des câbles plus fortes qu’en montage série, connecteurs ou boîte de jonction spécifiques, régulateur de charge solaire plus puissant).
Une combinaison des montages en série et en parallèle est la meilleure solution lorsque l’on veut installer au moins trois modules sur le toit de son véhicule, et pour une puissance de modules PV importante (de l’ordre de 500 W mini).
Un régulateur de charge solaire, çà fonctionne comment et quel type faut-il choisir pour votre van, fourgon ou camping-car?
Les panneaux PV sont chargés de convertir l’énergie du rayonnement solaire en électricité, mais la tension et le courant qu’ils produisent ne sont pas suffisants pour recharger la batterie auxiliaire.
Le régulateur de charge solaire s’occupe de convertir cette tension et ce courant en un profil de charge approprié pour la batterie (cf profil de charge, guide N°2). Il s’agit donc, à la fois, d’un convertisseur et d’un chargeur intelligent. Voyons tout cela en détails à l’aide de la vidéo suivante :
Vidéo « Un régulateur de charge solaire, ça fonctionne comment ? Lequel choisir ? ».
Chaîne YouTube de La Route Libre.
Quel régulateur de charge solaire choisir ?
Maintenant que vous connaissez tout des régulateurs de charge solaire, nous vous proposons une petite étude comparative de ces matériels.
Cette étude comparative, comme pour les autres que nous avons réalisées dans ces guides techniques, n’est pas du tout exhaustive, vous vous en doutez. Il y a un tel choix qu’il est difficile de s’y retrouver. Nous avons consacré beaucoup d’heures à analyser les fiches techniques de certains produits puis à étudier les offres des revendeurs. Tout çà, pour vous faire gagner du temps.
Dans ces études, nous choisissons de privilégier, quand il existe, du matériel de conception française (principe N°1).
Ensuite, nous portons notre attention à la qualité de conception/fabrication et enfin, à la gamme proposée pour chaque modèle.
Dans le cas présent, nous avons recherché des gammes permettant d’avoir différentes valeurs de courant de charge pour plusieurs tensions de service afin que vous puissiez y trouver celui qui correspond à votre installation.
Nous avons également cherché à privilégier la compatibilité avec tout type de batterie : plomb-acide ouvert, AGM, GEL, LiFePO4. Comme vous le verrez dans les deux tableaux suivants, ce dernier critère n’est pas si fréquent, en tout cas, de manière explicite dans les manuels d’utilisation et/ou les fiches techniques du constructeur.
Encore une fois, renseignez-vous bien avant d’acheter. Ou mieux encore, faites appel à La Route Libre ⇒ voir notre page services.
Etude comparative régulateurs de charge solaire PWM
Etude comparative régulateurs de charge solaire MPPT
CONSEILS PRATIQUES
Le régulateur de charge PWM est une bonne solution à faible coût pour les petites installations uniquement, lorsque la température des cellules du panneau PV est modérée à élevée (entre 45°C et 75°C).
Afin d’obtenir le maximum d’un module PV, un régulateur de charge solaire devrait être en mesure de choisir le point de courant-tension optimal sur la courbe des caractéristiques de ce panneau (cf chapitre Les caractéristiques d’un panneau PV et leurs significations). Un régulateur MPPT fait exactement cela. La tension d’entrée d’un contrôleur PWM est, en principe, égale à la tension de la batterie connectée à sa sortie (plus les pertes de tension dans le câblage et le contrôleur). Le module PV n’est donc pas utilisé à son point de puissance maximale, dans la plupart des cas.
S’il est connecté à un panneau photovoltaïque dont la tension nominale est nettement supérieure à celle de la batterie, un contrôleur MPPT fournira un courant de charge même à des températures de cellule très élevées ou à des conditions de faible irradiation où un contrôleur PWM ne serait pas d’un grand secours.
L’ombrage partiel fait baisser la tension de sortie. Le MPPT a un net avantage sur le PWM en cas d’ombrage partiel.
Un contrôleur de charge MPPT est la solution de choix :
a) Si la température des cellules est fréquemment basse (moins de 45°C) ou très élevée (plus de 75°C). Sur le toit de nos véhicules, ces températures très élevées peuvent être atteintes fréquemment en Europe, surtout en été, du fait, notamment, de la chaleur renvoyée par la tôle. Et inversement en hiver.
b) Si le coût du câblage peut être réduit de manière substantielle en augmentant la tension du parc solaire (câblage en série).
c) Si le rendement du système à faible irradiation est important.
d) Si l’ombrage partiel est un problème (cas fréquent avec nos véhicules mobiles).
Enfin, les MPPT sont souvent dotés de fonctions d’acquisition de données qui génèrent des historiques de production et de consommation. Ces informations facilitent la gestion de l’installation des panneaux PV à long terme.
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Je viens de découvrir se site quelle source de bonheur Merci pour tous ses renseignement
Bonjour Henri.
Heureux que ce site puisse répondre à vos besoins de renseignements/infos sur le sujet de l’électricité embarquée.
N’hésitez pas à visiter la chaîne YouTube de La Route Libre, si ça n’a pas encore été fait.
Vous y trouverez également des vidéos qui pourraient vous intéresser.
Et parlez-en autour de vous !
A votre service.
Loïc