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Nous avons en gros trois types de panneaux solaires:
- Les grands panneaux solaires concus pour produire de l'électricité qui est envoyée sur le réseau électrique via un onduleur agréé. Ils produisent du 24 ou 48V et ont en moyenne une puissance de 500W par panneau.
- Les nouveaux panneaux solaires avec onduleur intégré qui se branche simplement sur le réseau électrique avec une prise (plug & play). La puissance totale d'une telle installation (un ou plusieurs panneaux) est limitée à 800W en tout en Belgique.
- Les panneaux solaires plus petits destinés à une utilisation nomade. Il ont une puissance limitée (généralement moins de 100W) et une tension de 12V, le branchement de deux panneaux solaires identiques permet d'avoir du 24V.
Il y a également des petits panneaux solaires destinés aux hobbyistes, qui produisent une tension de 5 ou 6V avec une puissance de quelques watts. Ces panneaux peuvent par exemple être utilisés pour alimenter un station météo dans le jardin, une caméra,...
A la base
Un panneau solaire est en fait une grosse diode, ou pour être plus précis un grand nombre de diodes montées en série.
Les petites diodes en verre utilisées dans l'électronique peuvent servir de générateur solaire, mais avec une puissance très limitée, la surface active étant très petite, elle est limitée à la surface autour de la pointe qui touche le cristal.
Quand on alimente un panneau solaire, il produit un rayonnement infra-rouge lointain: c'est aussi une led!
Les diodes de notre panneau solaire produisent du courant dans le sens de la conduction normale de la diode (donc avec l'anode positive), c'est pour cela que la tension d'un élément n'arrive pas à dépasser 0.6V. A cette tension la diode se cours-circuite elle-même. On n'a pas encore trouvé de solution à ce problème. Cherchez! Et si vous trouvez, vous recevrez le prix Nobel de physique.
La chute de tension dans le sens de la conduction diminue quand la température monte, et c'est pour cela que la plupart des panneaux solaires produisent plus d'énergie au printemps qu'en été.
Tous les phénomènes physiques peuvent être inversés: une LED (diode électro-liminescente) est le fonctionnement inverse d'un panneau solaire: on introduit du courant et on en retire de la lumière. Comme la tension en conduction d'une led est plus grande, la tension que produit la led quand elle reçoit de la lumière est également plus grande.
Le courant est très faible, quelques microampères, mais la tension est beaucoup plus élevée qu'avec des éléments de panneaux solaires: 1.1V pour une led infra-rouge, 1.3V pour une led rouge, 1.5V pour une led jaune, 1.7V pour une led verte et 2.2V pour une led blanche (en fait une led bleue avec un composant fluorescent)
Les pages très interessantes
- Le calcul de la puissance d'un panneau
- Quelle est la puissance effective que nous pouvons retirer d'un panneau de 60W. La mesure de la puissance d'un panneau est effectuée dans des circonstances standardisées: illumination de 1000W/m2, température de 25° et composition de la lumière correspondant a un angle d'incidence de 45° sur la terre (la composition spectrométrique du rayon solaire dépend de l'angle du soleil au dessus de l'horizon)
- Comment brancher un panneau
- Pour arriver à la puissance requise, nous avons besoin de deux (ou trois) panneaux solaires. Mais comment les brancher? Et faut-ils des composants électroniques supplémentaires pour assurer un fonctionnement correct de l'installation?
- Batteries pour les panneaux solaires
- Les panneaux solaires ne peuvent généralement pas fournir directement du courant à un utilisateur: la tension n'est pas stable et dépend de la charge. Un frigo a un appel de courant élevé au démarrage, ce qu'un panneau de peut pas fournir. Il faut stocker l'énergie dans une batterie. Oui, mais laquelle?
- Protection de l'installation et des utilisateurs
- Protection contre la surtension, les courants trop élevés et les cours circuits. Ce sont ici des circuits tout simples qui sont décrits. Vous pouvez les réaliser vous-même.
- Les régulateurs
- Les régulateurs étaient nécessaires dans les installations avec batteries à l'acide-plomb. Les batteries modernes avec système de protection intégré (BMS) n'ont plus besoin de régulateur. Dans certains cas, un régulateur MPPT (point de puissance maximal) peut améliorer le rendement des panneaux, mais le gain en puissance est faible.
Les batteries 12V LiFePO4 qui sont de plus en plus utilisées dans les installations nomades sont décrites sur ces pages.
Le graphique d'un de mes accus qui indique la production d'électricité (en jaune) et la charge de l'accu (en vert). Les pics négatifs, c'est la consommation du frigo et du congélateur (le congélateur est stoppé à 15h).
Un panneau produit de l'électricité le matin (il y a des nuages, cela se voit à la chute momentanée de la production). Il n'y a pas de soleil qui frappe les panneaux entre 13 et 15h et à partit de 15h il y a deux panneaux qui sont éclairés.
Il y a deux batteries identiques qui sont chargées, la production effective est donc double (un panneau produit normalement 2A). Le matin il y a donc une production de 2A, en début d'après midi elle est de 0.5A et l'après midi et en début de soirée 4.2A. J'ai une production de 20Ah (260Wh) par jour d'été.
La charge de l'accu passe de 8Ah le matin à 15Ah le soir (× 2), le lendemain la charge était retombée à 12Ah × 2 (frigo et éclairage).
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