Si vous envisagez de passer à l'énergie solaire, vous constaterez qu'il est nécessaire de faire de nombreuses recherches avant de choisir les composants de votre système. Par exemple, vous pourriez envisager l'achat d'un régulateur de charge MPPT . Si vous hésitez sur ce qu'est un régulateur de charge MPPT, si vous en avez besoin ou sur la taille requise, lisez ce qui suit pour en savoir plus sur cet appareil solaire.
Quand on débute dans l'énergie solaire, on peut se perdre. De nombreux composants composent une installation solaire optimisée, et si l'on n'est pas familier avec le vocabulaire électrique, cela peut paraître complexe. De nombreuses questions se posent lors de la recherche du système solaire idéal. Qu'est-ce qu'un régulateur de charge solaire ? Et qu'est-ce qu'un MPPT ?
Un contrôleur de charge, également connu sous le nom de contrôleur solaire, est une fonctionnalité d'un chargeur de batterie qui régule la tension et le courant circulant de vos panneaux solaires vers vos batteries solaires.
Avant de poursuivre vos recherches, vous devez déterminer si vous souhaitez construire un système solaire raccordé au réseau, utiliser le stockage pour une vie autonome ou un système solaire hybride utilisant à la fois le réseau et des batteries. Si vous envisagez de vivre autonome ou d'utiliser le stockage solaire (batteries), vous aurez toujours besoin d'un régulateur de charge.
Un régulateur de charge MPPT est un type de régulateur de charge populaire, car il permet d'optimiser votre système et d'améliorer le rendement de vos panneaux solaires . Cet article vous guidera et vous expliquera pourquoi intégrer un MPPT à votre système et comment trouver le modèle adapté.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge ?
Le régulateur de charge solaire se place entre vos panneaux solaires et vos batteries . Il prévient la surcharge de vos batteries solaires en limitant la quantité et le débit de charge. Il prévient également la décharge des batteries et arrête le système si l'énergie stockée tombe en dessous de 50 %, afin de les charger à la tension adéquate. Le régulateur de charge est un élément essentiel d'un système de panneaux solaires connectés à des batteries, contribuant ainsi à préserver leur durée de vie et leur bon fonctionnement.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge MPPT ?
MPPT signifie « contrôleur de charge avec suivi du point de puissance maximal ». Même si vous avez déjà entendu parler du MPPT, la plupart d'entre nous ignorent son rôle. En termes simples, un contrôleur de charge MPPT sert à surveiller un parc solaire photovoltaïque, mais son fonctionnement est plus technique.
Un régulateur de charge MPPT est un composant solaire qui optimise la connexion entre les panneaux solaires et une batterie solaire ou le réseau électrique. Le point de puissance maximale (MPPT) correspond au point idéal sur une courbe IV où la tension et le courant se multiplient pour fournir une puissance maximale. La capacité maximale correspond à la production maximale d'un système photovoltaïque (PV) à un instant T.
Un MPPT est parfois appelé « tracker de point de puissance », mais il ne faut pas le confondre avec les trackers de panneaux solaires. Ces derniers sont des supports de panneaux solaires qui se déplacent physiquement pour suivre la course du soleil. Un contrôleur de charge MPPT est un dispositif de contrôle pour chargeur de batterie.
À quoi sert un contrôleur de charge MPPT ?
Un régulateur de charge MPPT permet de charger rapidement une batterie solaire afin de garantir que les charges reçoivent le courant maximal à utiliser. Si cela ne vous dit rien, sachez que vous n'êtes pas seul ; le fonctionnement d'un MPPT peut être déroutant si vous débutez dans l'énergie solaire et l'électricité.
Pour simplifier, le fonctionnement d'un régulateur de charge MPPT est similaire à celui de la transmission d'une voiture. Dans une voiture, lorsque le rapport de transmission est incorrect, les roues ne reçoivent pas la puissance maximale. Cela se produit lorsque le moteur tourne plus ou moins vite que sa plage de régime idéale. Le rôle d'une transmission est d'aligner le moteur et les roues pour qu'ils fonctionnent dans une plage de régime idéale, même lorsque le conducteur varie l'accélération ou conduit sur un terrain accidenté.
La tension idéale d'une voiture est comparable à la tension de crête d'un système solaire. Cette tension varie au cours de la journée en fonction de l'intensité du soleil et de la température des cellules solaires. Comme la tension de crête d'un panneau photovoltaïque varie au cours de la journée, un contrôleur de charge MPPT suit cette variation et ajuste le rapport tension/courant en conséquence pour fournir une puissance maximale à la batterie. C'est pourquoi il est appelé « Maximum Power Point Tracker » (MPPT).
Un contrôleur de charge MPPT en vaut-il la peine ?
L'utilisation d'un régulateur de charge MPPT présente de nombreux avantages. D'autres options de régulateurs de charge sont disponibles, comme le régulateur shunt ou la modulation de largeur d'impulsion (MLI). Utiliser un régulateur de charge non MPPT revient à connecter directement la batterie au module solaire. Cependant, en utilisant le suivi du point de puissance maximale, vous bénéficierez d'une technologie de convertisseur CC-CC plus efficace que les autres options.
Un régulateur de charge non MPPT, généralement moins cher, chargera votre batterie à la tension imposée par celle-ci. La tension d'une batterie solaire complètement chargée est supérieure à celle d'une batterie déchargée. Par conséquent, la quantité d'énergie solaire consommée par une batterie vide est généralement inférieure à celle d'une batterie pleine.
En comparaison, le contrôleur de charge MPPT exploite la puissance totale du module et régule la tension de charge de la batterie. Il maintient le courant et la tension à des niveaux optimisés, là où les modules fournissent le plus d'énergie.
Qu'est-ce qui est mieux, MPPT ou PWM ?
Différentes options de contrôleur sont disponibles sur le marché, et vous remarquerez peut-être que les contrôleurs de charge PWM sont moins chers qu'un MPPT.
Un régulateur de charge est presque toujours nécessaire dans un système solaire utilisant un stockage sur batterie. L'exception est que vous n'avez pas besoin de régulateur de charge si vous n'avez que de petits panneaux de 1 à 5 watts. En revanche, si un panneau solaire fournit plus de 2 watts pour 50 ampères-heures de batterie, vous aurez besoin d'un régulateur de charge. Alors, quelle est la différence entre les différents types de régulateurs et vaut-il la peine de payer plus cher pour un MPPT ?
Il existe deux principaux types de contrôleurs de charge sur le marché solaire :
- PWM (modulation de largeur d'impulsion)
- MPPT (suivi du point de puissance maximale)
Ces deux régulateurs de charge sont des convertisseurs CC/CC qui convertissent la tension de sortie de vos panneaux solaires en tension permettant de charger un parc de batteries solaires. Voici leurs avantages :
- Technologie généralement plus ancienne
- Souvent moins cher
- Plus simple et conçu pour les petits systèmes
- Nouvelle technologie
- Plus efficace
- Offrir une plus grande flexibilité de conception
- Peut être construit pour des systèmes plus grands
- Généralement plus cher
- Offrir des garanties plus longues du fabricant
Il existe certainement des différences de coût entre ces deux contrôleurs de charge, mais la principale différence est que les contrôleurs de charge MPPT sont plus efficaces car ils permettent au réseau photovoltaïque (PV) de générer une tension supérieure à celle de la batterie sans perdre de puissance.
En comparaison, un régulateur de charge PWM classique du marché ne peut réguler que la tension de sortie d'un panneau photovoltaïque, mais pas le courant. La capacité accrue d'un MPPT est essentielle pour les systèmes photovoltaïques de grande taille et offre une plus grande flexibilité dans la conception et les performances du système.
Un régulateur de charge PWM maintient un courant électrique à peu près identique à celui de votre installation photovoltaïque. Cela signifie que la puissance de sortie sera réduite. Un régulateur de charge MPPT est une meilleure option, car il surveille votre installation photovoltaïque pour déterminer le point de puissance maximale et utilise ces informations pour réguler la tension de sortie et le courant. Cela signifie qu'un régulateur de charge MPPT abaisse la tension et augmente le courant simultanément, tout en maintenant la puissance de sortie globale.
Pourquoi le MPPT est-il plus cher que le PWM ?
Presque tous les contrôleurs solaires utilisent la modulation de largeur d'impulsion (MLI) pour faire varier la tension produite par un panneau pendant les différentes étapes de charge de la batterie (charge d'entretien, charge de masse, charge lente, absorption, etc.). Cependant, les chargeurs MPPT (Maximum Power Point Tracking) ajoutent une logique supplémentaire (et donc des coûts) pour maintenir la batterie à son courant idéal (IMP) et le module solaire proche de sa tension idéale (VMP).
Un régulateur de charge MPPT est plus coûteux, car il permet une plus grande variété de modules et de températures/irradiances pour charger une tension de batterie donnée. En bref, il s'agit d'une fonctionnalité plus avancée qui rend votre système solaire plus efficace que les options PWM.
De quelle taille de MPPT ai-je besoin ?
Pour dimensionner vos régulateurs de charge, vous devez d'abord choisir entre un régulateur PWM ou MPPT. Bien dimensionner votre régulateur de charge solaire est essentiel pour un fonctionnement sûr de votre système d'énergie solaire. La taille de votre régulateur de charge dépend du type de régulateur dont vous disposez ; dans ce cas, nous allons nous intéresser au dimensionnement des régulateurs de charge MPPT.
Une fois que vous avez décidé d'acheter un régulateur de charge MPPT, la question suivante est : quelle taille choisir ? Choisir la bonne taille de régulateur de charge MPPT nécessite quelques calculs, mais il est important de choisir la bonne taille. Un mauvais choix de régulateur de charge peut entraîner une perte de puissance produite allant jusqu'à 50 %.
Un régulateur de charge MPPT limite la puissance de sortie. En théorie, vous pouvez donc dimensionner votre système solaire à votre guise, et le régulateur limitera le courant de sortie du panneau solaire à sa valeur maximale. Cependant, si votre panneau solaire est trop grand, l'énergie solaire risque d'être gaspillée, car le régulateur de charge MPPT limitera toujours la puissance de sortie. Il est donc recommandé de limiter la puissance de votre panneau solaire à 110 %-125 % de la puissance maximale du régulateur.
Pour choisir la taille de régulateur idéale, multipliez le nombre de panneaux solaires par la puissance en watts pour obtenir la puissance totale du parc solaire. Divisez ensuite cette puissance par la tension de votre parc de batteries solaires pour obtenir l'ampérage. Enfin, ajoutez 25 % pour tenir compte des basses températures et arrondissez à l'entier supérieur. Notez que les régulateurs de charge solaire sont toujours dimensionnés en fonction du courant du parc de panneaux solaires et de la tension du système.
Pour un système solaire plus petit, vous pouvez effectuer vous-même les calculs pour déterminer la taille idéale. Mais les choses peuvent se compliquer avec un système de panneaux solaires plus grand. Si vous hésitez sur le dimensionnement de votre régulateur de charge, demandez à votre installateur solaire de consulter nos calculateurs de panneaux solaires ou contactez notre équipe pour obtenir des conseils professionnels.
Dans un premier temps, nous vous recommandons d'utiliser notre calculateur de panneaux solaires Renogy . Il vous aidera à dimensionner vos panneaux solaires et votre régulateur de charge, ainsi que tous les autres composants de votre système.
Conclusion
Si vous souhaitez utiliser le stockage solaire, un régulateur de charge sera un élément essentiel de votre système d'énergie solaire. Que vous viviez dans un chalet autonome, une mini-maison ou un camping-car, les régulateurs de charge seront un élément essentiel de votre installation solaire.
En effectuant des recherches sur les types de contrôleurs et en évaluant vos différentes options, vous vous assurerez de sélectionner le meilleur contrôleur de charge solaire dans la bonne taille pour créer un système d'énergie solaire hautement efficace.
