Panneaux solaires 12V
Branchement et protection
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Le brachement d'un ou de plusieurs panneaux solaires et la protection contre les surtensions.
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Le panneau est équipé de diodes de protection (tension inverse) qui ne sont pas nécessaires dans mon cas (branchement parallèle).


Diode Schottky SB540: 5A 40V tension inverse pour éviter le retour de puissance

Protection de l'installation

La protection de l'installation est décrite sur une page séparée: surtension (production d'électricité trop élevée), cours circuit et inversion de polarité dans un panneau solaire.

Branchement d'un panneau solaire 12V sur une batterie tampon et un utilisateur. La batterie est nécessaire pour absorber les variations de puissance fournie. Il y a plus d'informations sur les batteries sur ce site. Les batteries qui peuvent être utilisées (par ordre décroissant): accus LFP 12V, accus NiFe et batteries au plomb deep cycle.

Branchement parallèle

Un panneau avec une surface de 1m2 permet d'alimenter un frigo en permanence, même dans les régions moins chaudes et il y a une réserve pour la radio, la télé et le téléphone.

Un panneau avec une telle surface n'est pas vraiment pratique et deux ou trois panneaux plus petits sont plus faciles. Mais comment les brancher?

Nous partons du principe que vous avez une installation sous 12V dans la caravane: les panneaux doivent donc être branchés en parallèle. Le branchement est montré ici pour deux panneaux, mais on peut augmenter le nombre de panneaux à l'infini.

On voit quelques composants en plus dans le schéma:

  • Des diodes Reverse protection
    Ces diodes ne sont nécessaires que quand les panneaux sont utilisés en série et ne sont donc pas nécessaires ici. Il ne faut pas les enlever, elles ne dérangent pas. Plus loin sur la page on expliquera le branchement série.

  • Des diodes Discharge protection
    Ces diodes bloquent la décharge de l'accu quand il n'y a pas de lumière. Il s'agit de diodes contre le retour de puissance. Ces diodes sont recommandées, surtout si plusieurs panneaux sont branchés en parallele. Utilisez obligatoirement une diode SB540 par panneau.
Le boitier de branchement du panneau solaire a des diodes de protection (qui ne sont pas nécessaires dans ce cas) mais pas de diodes pour empècher la décharge de l'accu. Le panneau nécessite aussi un système de protection, expliqué plus bas.

Le branchement parallèle a comme avantage que chaque panneau apporte sa puissance selon ses possibilités. Un panneau produit par exemple 30W tandis qu'un panneau qui est un peu moins bien dirigé vers le soleil produit 20W. Ensemble ils fourniront 50W à l'utilisateur. Un panneau qui est complètement à l'ombre ne fournira aucune puissance, mais il ne bloquera pas le fonctionnement de l'ensemble.

Branchement série

Les installations fixes qui envoient le courant sur le réseau ont des panneaux branchés en série pour une tension qui dépasse les 400V. Travailler avec une tension élevée a comme avantage que les cables peuvent être plus fins. Une installation de 8kW sous 400V produit un courant de 20A. Si on utilise des panneaux de 48V en parallèle, le courant total serait de 167A. C'est pour cela que les panneaux solaires résidentiels travaillent avec une tension aussi élevée. Les convertisseurs s'adaptent automatiquement à la tension des panneaux solaires.

8V
20V
Quand le panneau gauche reçoit moins de lumière sa tension chute et le panneau fortement éclairé doit fournir une tension plus élevée pour arriver à 28V (tension des batteries enc harge).

Le panneau de droite ne peut pas fournir une telle tension et le courant qu'il peut fournir diminue jusqu'à ce qu'un équilibre s'installe, par exemple avec 11 et 17V, mais avec un mauvais rendement.

Nous pouvons également brancher nos panneaux en série, par exemple si notre caravane a un réseau 24V. Ici la diode de protection de tension inverse est nécessaire: elle protège les panneaux contre une tension inverse qui peut arriver quand un panneau est bien éclairé et l'autre pas, et que la batterie est fort déchargée. Sans cette diode la tension aux bornes du panneau pourrait s'inverser et le panneau pourrait tomber en panne. C'est pour cela que le panneau est équipé d'une diode de protectection et pas d'une diode anti retour de puissance.

La diode contre le retour de puissance est également nécessaire, mais il n'en faut qu'une. Nous limitons le nombre de panneaux à deux, pour une tension inverse qui n'excède pas 28V, moindre que la tension inverse de la diode schottky (40V). Comme dans le cas d'un branchement parallèle, chaque panneau doit avoir son circuit de protection contre les surtensions

Si nous pouvons choisir entre un montage parallèle et un montage série, il faut choisir le montage parallèle qui permet un rendement plus élevé. On peut utiliser jusqu'à 3 panneaux en parallèle pour un courant maximal de 10A et utiliser du fil normal de 2.5mm3.

La raison pour laquelle il faut choisir un montage parallèle au lieu d'un montage série est expliqué dans le cas d'un éclairage asymmétrique des panneaux. Il peut très facilement se produire en cas d'installation mobile où tous les panneaux ne sont pas dirigés parfaitement vers le soleil.

Nous avons une installation avec deux panneaux, dont l'un fournit 30W et l'autre 20.

  • Dans le cas d'un branchement parallèle chaque panneau fournit sa puissance propre et la puissance totale est de 30 + 20W = 50W. L'installation produit de l'énergie, même si un panneau ne reçoit pas de lumière (installation fixe avec panneaux tournés différemment).
  • Dans le cas d'un branchement série le panneau le moins bien éclairé limité le courant total, et donc aussi la puissance. Nous avons dans le meilleur des cas une puissance de 40W. L'installation ne produit rien si un des panneaux ne reçoit pas de lumière.

La tension du panneau le moins bien éclairé va diminuer, par exemple de 14V lors d'un bon éclairage à 8V. C'est causé pa le panneau bien éclairé qui tente de fournir sa puissance. Le panneau bien éclairé doit maintenant fournir une tension de 20V au lieu de 14V, ce qu'il ne peut pas faire, même bien éclairé. Il ne fournit alors que 17V, mais avec un mauvais rendement. Les diodes de protections évitent la tension inverse, mais ne peuvent pas créer une tension qui n'est pas présente.

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