Le panneau photovoltaïque vous permettra de produire de l'électricité.
Le régulateur de charge vas gérer l’énergie produite par les panneaux et la redistribuer entre les batteries et les consommables.
La batterie stockera l’énergie produite.
Le convertisseur à pour but de convertir votre électricité produite en 12v en 220v, cela vous permettra de brancher de nombreux appareils tels qu'un pc portable, une radio, un téléphone portable… etc
Il vous faudra des Câbles correspondant entre chaque module.
Plus les panneaux seront proche de l’armoire électrique, moins les câbles les reliant seront gros et moins il y aura de pertes de courant.
Panneau photovoltaïque
Il existe trois sortes de panneaux solaires :
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Avantages :
- Bon rendement de 15 % en moyenne - Rendement de conversion (le passage de l’énergie absorbée à l’énergie utile) et de 130wc/m² - Large choix de gamme et nombreux fabricants Inconvénient : - Coût élevé - Rendement faible quand peut d’éclairage et lors d’augmentation de la température Le panneau doit être positionné perpendiculairement au rayon du soleil pour avoir un bon rendement. |
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Avantages : - Coût plus faible que les panneaux Monocristallin - Rendement de 10 % en moyenne - Rendement de conversion (le passage de l’énergie absorbée à l’énergie utile) et de 100wc/m² Inconvénient : - Rendement faible sous faible éclairage Le panneau doit être positionné perpendiculairement au rayon du soleil pour avoir un bon rendement. |
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Avantages :
- Un peu moins chère que les autres panneau. - Fonctionne avec un éclairement faible ou diffus, même par temps couvert, y compris sous éclairage artificiel (de 20 à 3000 lux), - Intégration sur supports souples ou rigides. Inconvénients : - Rendement faible en plein soleil, de 6 % en moyenne- Rendement de conversion (le passage de l’énergie absorbée à l’énergie utile) et de 60wc/m² il nécessité de couvrir des surfaces plus importantes que les panneaux polycristallin et monocristallin. - La performances diminuent dans les premiers temps d'exposition à la lumière naturelle, il faut compter de 3 à 6 mois pour que le panneau se stabilise. Le panneau peu perdre de -10 à -20 % selon la structure de la jonction. |
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Info : le Wc/m²= Watt crête par mètre carré, soit la capacité maximale de production par M² dans les meilleurs conditions : perpendiculaire aux rayons du soleil, température de la cellule 20°C, luminosité max.
régulateur de charge
Afin d’éviter les surcharges et les décharges trop profondes des batteries, le régulateur solaire (aussi appelé régulateur de charge ou même contrôleur de charge) gère le niveau d'énergie stockée dans les batteries :
- il limite la charge quand la batterie est complètement chargée
- il ralentit la décharge afin d’éviter les décharges profondes
Il y a 2 éléments principaux à prendre en compte :
- la tension entre les panneaux et les batteries : le régulateur doit pouvoir accepter cette tension (en général 12V, 24V ou 48V).
- l'intensité maximale du régulateur : l'intensité du régulateur (en ampères, A) doit être supérieure à l'intensité de court circuit du ou des panneaux solaire auquel il est connecté.
- il limite la charge quand la batterie est complètement chargée
- il ralentit la décharge afin d’éviter les décharges profondes
Il y a 2 éléments principaux à prendre en compte :
- la tension entre les panneaux et les batteries : le régulateur doit pouvoir accepter cette tension (en général 12V, 24V ou 48V).
- l'intensité maximale du régulateur : l'intensité du régulateur (en ampères, A) doit être supérieure à l'intensité de court circuit du ou des panneaux solaire auquel il est connecté.
Il existe deux sorte de régulateur de charges :
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PWM
(Pulse-Width Modulation) Un régulateur solaire classique (PWM) ne transforme pas l'énergie produite par les panneaux : l'énergie non absorbée par les batteries est perdue. |
MPPT
(Maximum Power Point) Le régulateur MPPT fonctionne comme un convertisseur de puissance : la tension perdue au niveau des panneaux solaires est récupérée pour augmenter le courant de charge des batteries. Ainsi, les régulateurs MPPT permettent le branchement en série des panneaux solaires (jusqu'à 150V) pour simplifier le câblage et diminuer le diamètre de câble nécessaire. |
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Montage en série ou en parallèle des panneaux solaire
Voici 2 exemples de montage, en série et en parallèle de plusieurs panneaux solaire 12v pour un système de batterie 12v
Branchement en parallèle
Les branchement en parallèle sont nécessaire avec un régulateur PWM
Branchement en parallèle
Les branchement en parallèle sont nécessaire avec un régulateur PWM
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Branchements en série
Les branchements en série des panneaux solaire permet de simplifier le câblage avec un régulateur MPPT (grâce au MPTT ces même branchement peuvent être utilisé avec des batterie 12v, 24v et 48v).
Les branchements en série des panneaux solaire permet de simplifier le câblage avec un régulateur MPPT (grâce au MPTT ces même branchement peuvent être utilisé avec des batterie 12v, 24v et 48v).
Batterie
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Définir la capacité de stockage
Exprimée en Ampères Heure (Ah), la capacité d'une batterie solaire désigne le débit total d'énergie de la batterie dans des conditions données (10 heures, 20 heures, ...).
Ainsi, en utilisant au plus 60% de la capacité d’une batterie, une batterie 100 Ah – 12V, pourra se décharger au mieux de 60Ah (60% de 100Ah).
Ce qui donne en consommation d’énergie : 60 Ah x 12V = 720 Wh
Exprimée en Ampères Heure (Ah), la capacité d'une batterie solaire désigne le débit total d'énergie de la batterie dans des conditions données (10 heures, 20 heures, ...).
Ainsi, en utilisant au plus 60% de la capacité d’une batterie, une batterie 100 Ah – 12V, pourra se décharger au mieux de 60Ah (60% de 100Ah).
Ce qui donne en consommation d’énergie : 60 Ah x 12V = 720 Wh
Sous quelle tension devez-vous faire fonctionner votre installation :
Après avoir défini la capacité de stockage nécessaire à vos besoins, vous devez déterminer la tension de stockage de l'énergie solaire : 12V, 24V ou 48V.
Plus vous utilisez d'énergie, plus vous devez utiliser une tension élevée.
Cela permet notamment de diminuer les déperditions d'énergie, qui surviennent quand l'énergie est transportée ou stockée.
Nous vous conseillons de suivre les instructions ci-dessous
Puissance de l'installation photovoltaïque Tension recommandée
De 0 à 800 Wc 12V
De 800 à 1600 Wc 24V
Au-dessus de 1600 Wc 48V
Pour augmenter la tension ou la capacité du banc de batterie, le câblage des batteries se fait en série ou en parallèle :
- en parallèle (en reliant les bornes "+" aux bornes "+" et les bornes "-" aux bornes "-") pour additionner les capacités de stockage (en Ah) tout en conservant la même tension (en Volts).
- en série pour additionner la tension des batteries (en Volts). La capacité en Ah reste celle d'une seule batterie.
Il est risqué de brancher une batterie solaire directement sur un panneau solaire, car vous risquez d'endommager la batterie.
En installant un régulateur entre le panneau et la batterie, celle-ci est protégée entre autre contre la
surcharge.
Après avoir défini la capacité de stockage nécessaire à vos besoins, vous devez déterminer la tension de stockage de l'énergie solaire : 12V, 24V ou 48V.
Plus vous utilisez d'énergie, plus vous devez utiliser une tension élevée.
Cela permet notamment de diminuer les déperditions d'énergie, qui surviennent quand l'énergie est transportée ou stockée.
Nous vous conseillons de suivre les instructions ci-dessous
Puissance de l'installation photovoltaïque Tension recommandée
De 0 à 800 Wc 12V
De 800 à 1600 Wc 24V
Au-dessus de 1600 Wc 48V
Pour augmenter la tension ou la capacité du banc de batterie, le câblage des batteries se fait en série ou en parallèle :
- en parallèle (en reliant les bornes "+" aux bornes "+" et les bornes "-" aux bornes "-") pour additionner les capacités de stockage (en Ah) tout en conservant la même tension (en Volts).
- en série pour additionner la tension des batteries (en Volts). La capacité en Ah reste celle d'une seule batterie.
Il est risqué de brancher une batterie solaire directement sur un panneau solaire, car vous risquez d'endommager la batterie.
En installant un régulateur entre le panneau et la batterie, celle-ci est protégée entre autre contre la
surcharge.
Choix des batteries :
Branchement EN Série ou/et en parallèle
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Avantages :
- Durée de vie (5 à 10 ans) - Prix correcte - Supportent bien les surchauffes, inertie thermique élevée - Nombreux charge de cycle (entre 500 et 1000 cycles) Inconvénients : - Recharger régulièrement ces batteries en eau distillée - Lourde (poid) - Sensible au froid |
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Avantages :
- Longue durée de vie (8 à 12 ans) - Pas d’entretien - Bonne tolérance aux températures élevées - Nombreux charge de cycle (entre 500 et 1200 cycles) Inconvénients : - Cher - Lourde (poid) - Peu adaptée aux courants de charge/décharge élevés |
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Avantages :
- Durée de vie (30 ans) - Légère - Pas d’entretien - Faible auto-décharge - Bonne tolérance au température basse est élevé. - Charge de cycle très élevé (entre 2500 et 5000 cycles) Inconvénient : - Très onéreuse |
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Pour le branchement des batteries 3 solutions s'offre à vous :
- Le branchement en série
- Le branchement en parallèle
- le branchement en série et en parallèle
- Le branchement en série
- Le branchement en parallèle
- le branchement en série et en parallèle
Il est important que vos batterie sois identique (voltage, Ah, marque, référence...)
Convertisseur 12v - 220v
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Le montage en série s'effectue en branchant le pôle (+) d'une batterie sur le pôle (-) d'une autre.
Les tensions des batteries s’additionne
(prendre des batteries identique en voltage et ampérage) 2x12 = 24V Avec 2 batteries de 12v, 100Ah on obtiendra une puissance de 24V, 100Ah Avec 4 batteries 12v, 100Ah on obtiendra une puissance de 48V, 100Ah |
Le Montage en parallèle consiste à relier les pôle (+) ensemble et les pôle (-) ensemble
Le montage en parallèle est déconseiller sur des Batterie partiellement chargé
La capacité doubles de 100Ah à 200Ah (avec deux batteries identique) 2 x 100Ah = 200Ah Avec 2 batteries de 12v, 100Ah on obtiendra une puissance de 12V et 200Ah Avec 4 batteries 12v, 100Ah on obtiendra une puissance de 12V et 400Ah |
On retrouve l'avantages du montage en série et du montage en parallèle Doublement de la tension 12+12=24V Doublement de la capacité 100+100=200Ah |
Le choix du convertisseur 12V-220V (ou 24V-220V) est très important dans votre installation photovoltaïque.
Car si vous choisissez un convertisseur inadapté aux appareils électriques à alimenter ou pas assez puissant, vous ne pourrez pas profiter convenablement de l'énergie produite par votre installation, quelque soit la qualité ou la puissance de vos panneau solaire.
La somme des puissances des appareils branchés sur le convertisseur doit être inférieure à la puissance du convertisseur.
Donc, si vous devez alimenter une ampoule de 10W, un four micro-ondes de 700W et un téléviseur de 60W, votre convertisseur devra avoir une puissance minimale de 770W (10 + 700 + 60). N'hésitez donc pas à utiliser un convertisseur d'au moins 800W.
La puissance, ou consommation, des appareils électriques est indiquée soit directement sur l’appareil, soit sur sa fiche technique.
Attention, il ne s’agit là que de la puissance nominale (ou de fonctionnement de ces appareils électriques).
Donc si vous alimentez des appareils à moteur (lave-linge par exemple) ou des appareils qui effectuent une charge (comme un réfrigérateur ou un congélateur), sachez que ces appareils ont une puissance de démarrage jusqu’à 8 fois supérieure à leur puissance nominale. Choisissez donc un convertisseur qui puisse délivrer cette puissance totale.
Car si vous choisissez un convertisseur inadapté aux appareils électriques à alimenter ou pas assez puissant, vous ne pourrez pas profiter convenablement de l'énergie produite par votre installation, quelque soit la qualité ou la puissance de vos panneau solaire.
La somme des puissances des appareils branchés sur le convertisseur doit être inférieure à la puissance du convertisseur.
Donc, si vous devez alimenter une ampoule de 10W, un four micro-ondes de 700W et un téléviseur de 60W, votre convertisseur devra avoir une puissance minimale de 770W (10 + 700 + 60). N'hésitez donc pas à utiliser un convertisseur d'au moins 800W.
La puissance, ou consommation, des appareils électriques est indiquée soit directement sur l’appareil, soit sur sa fiche technique.
Attention, il ne s’agit là que de la puissance nominale (ou de fonctionnement de ces appareils électriques).
Donc si vous alimentez des appareils à moteur (lave-linge par exemple) ou des appareils qui effectuent une charge (comme un réfrigérateur ou un congélateur), sachez que ces appareils ont une puissance de démarrage jusqu’à 8 fois supérieure à leur puissance nominale. Choisissez donc un convertisseur qui puisse délivrer cette puissance totale.
Éclairage, cafetière, plaque, four, aspirateur, radio, téléviseur cathodique ou écran plasma, ordinateur et matériel de mesure n’ont pas les mêmes besoins en terme de qualité de signal électrique.
Que votre source d’énergie soit en courant continu 12V, 24V ou 48 Volts, la qualité du courant alternatif 220/230V à l’entrée de vos appareils électriques ou électroniques à alimenter va dépendre du choix de votre convertisseur de tension.
Il existe deux catégories de convertisseurs :
- Quasi sinus
Le signal électrique émis par un convertisseur quasi-sinus est moins régulier que pour un pur sinus.
Cela implique que l’utilisation d’un convertisseur quasi-sinus est recommandée avec les appareils électriques qui ne sont ni inductifs ni électroniques.
- Pur sinus
Pour les appareils qui nécessite un signal électrique régulier, inductifs, sensibles ou nécessitant un fort courant au démarrage il est fortement recommandé d’utiliser des convertisseurs pur sinus.
Que votre source d’énergie soit en courant continu 12V, 24V ou 48 Volts, la qualité du courant alternatif 220/230V à l’entrée de vos appareils électriques ou électroniques à alimenter va dépendre du choix de votre convertisseur de tension.
Il existe deux catégories de convertisseurs :
- Quasi sinus
Le signal électrique émis par un convertisseur quasi-sinus est moins régulier que pour un pur sinus.
Cela implique que l’utilisation d’un convertisseur quasi-sinus est recommandée avec les appareils électriques qui ne sont ni inductifs ni électroniques.
- Pur sinus
Pour les appareils qui nécessite un signal électrique régulier, inductifs, sensibles ou nécessitant un fort courant au démarrage il est fortement recommandé d’utiliser des convertisseurs pur sinus.
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Quasi sinus
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Pur Sinus
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Câblage :
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- Téléphone portable - Tablette - Éclairage à incandescence, - Fer à repasser - Cafetière - Four - Radio - TV cathodique 
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- TV écrans plasma ou LCD - Ordinateurs - Matériel de mesure - Sono, chaine hi-fi - Réfrigérateur/congélateur - Pompe - Machine à laver - Micro-ondes 
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Sections de câble pour un systèmes 12V
Entre les panneaux solaires et le régulateur :
Entre les panneaux solaires et le régulateur :
Entre les batteries et les différents éléments raccordés (régulateur, convertisseur, chargeur) :
Sections de câble pour un systèmes 24V
Entre les panneaux solaires et le régulateur :
Entre les batteries et les différents éléments raccordés (régulateur, convertisseur, chargeur) :
Sections de câble pour un systèmes 48V
Entre les panneaux solaires et le régulateur :
Entre les batteries et les différents éléments raccordés (régulateur, convertisseur, chargeur) :
Tableau consommation électroménager
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calculateur en ligne pour habitat isolé
Open source réalisé par David Mercereau
