Lorsque vous envisagez de passer à l'énergie solaire, vous constaterez qu'il y a beaucoup de recherches à faire avant de choisir les pièces et les composants de votre système. Par exemple, un achat que vous pourriez envisager est un contrôleur de charge MPPT. Si vous n'êtes pas sûr de ce qu'est un contrôleur de charge MPPT, si vous en avez besoin, ou de la taille dont vous avez besoin, lisez ce qui suit pour en savoir plus sur cet appareil solaire.
Lorsque vous débutez dans l'énergie solaire, cela peut être un domaine déroutant. De nombreux composants constituent une installation solaire optimisée, et si vous n'êtes pas familier avec les termes électriques, cela peut sembler accablant. De nombreuses questions se posent lors de la recherche de votre système solaire idéal. Comme qu'est-ce qu'un contrôleur de charge solaire? Et qu'est-ce qu'un MPPT?
Un contrôleur de charge, également connu sous le nom de contrôleur solaire, est une fonction pour un chargeur de batterie qui régule la tension et le courant circulant de vos panneaux solaires vers vos batteries solaires.
Avant de faire d'autres recherches, vous devriez savoir si vous voulez construire un système solaire raccordé au réseau, utiliser le stockage pour la vie hors réseau, ou avoir un système d'énergie solaire hybride utilisant à la fois le réseau et les batteries. Si vous allez vivre hors réseau ou utiliser le stockage solaire (batteries), vous aurez toujours besoin d'un contrôleur de charge.
Un contrôleur de charge MPPT est un type populaire de contrôleur de charge car il peut optimiser votre système et améliorer l'efficacité de vos panneaux solaires. Cet article vous guidera et vous éduquera sur les raisons pour lesquelles vous pourriez vouloir un MPPT dans votre système et comment trouver le bon.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge?
Le contrôleur de charge solaire se situe entre vos panneaux solaires et vos batteries solaires. Les contrôleurs de charge aident à empêcher vos batteries solaires de se surcharger; ils le font en limitant la quantité de charge et le taux de charge qui circulent vers vos batteries. Les contrôleurs de charge empêchent également la décharge de la batterie et arrêtent le système si l'énergie stockée tombe en dessous de 50 % de la capacité, afin de charger les batteries au bon niveau de tension. Le contrôleur de charge est une partie essentielle d'un système de panneaux solaires connecté à une batterie qui aide à préserver la durée de vie et la santé de vos batteries solaires.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge MPPT?
MPPT signifie contrôleur de charge de suivi du point de puissance maximale. Même si vous avez déjà entendu parler d'un MPPT, la plupart d'entre nous n'ont aucune idée de ce que fait réellement un contrôleur de charge MPPT. En termes simples, un contrôleur de charge MPPT est utilisé pour surveiller un champ PV solaire, mais la manière dont il le fait devient un peu plus technique.
Un contrôleur 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 décrit le point idéal sur une courbe IV où la tension et le courant se multiplient pour fournir une puissance maximale. La capacité maximale est la quantité maximale que le système photovoltaïque (PV) donné peut produire à un moment donné.
Un MPPT est parfois appelé « power point tracker » pour faire court, mais il ne faut pas le confondre avec les traqueurs de panneaux solaires. Les traqueurs de panneaux solaires sont un type de support de panneau solaire qui se déplace physiquement pour suivre le soleil. Un contrôleur de charge MPPT est une fonction de commande pour un chargeur de batterie.
Que fait un contrôleur de charge MPPT?
Un contrôleur de charge MPPT fonctionne pour charger rapidement une batterie solaire afin de garantir que les charges reçoivent un courant maximal à utiliser. Si cela ne vous semble toujours pas clair, vous n'êtes pas le seul ; la fonction d'un MPPT peut être déroutante si vous débutez dans l'énergie solaire et l'électricité.
Pour l'expliquer simplement, la fonction d'un contrôleur de charge MPPT est similaire à celle de la transmission de votre voiture. Dans une voiture, vous constaterez que lorsque la transmission est dans le mauvais rapport, les roues de la voiture ne reçoivent pas la puissance maximale. Cela se produit parce que le moteur de la voiture tourne soit plus vite, soit plus lentement que sa plage de vitesse idéale. Le but d'une transmission est d'aligner le moteur sur les roues pour qu'elles fonctionnent dans une plage de vitesse idéale, même lorsque le conducteur varie l'accélération ou conduit sur un terrain inégal.
La tension idéale dans une voiture est comparable à la tension de puissance de crête d'un système d'énergie solaire. La tension de puissance de crête variera tout au long de la journée en fonction de l'intensité du soleil et de la température des cellules solaires. Comme la tension de puissance de crête d'un champ PV varie tout au long de la journée, un contrôleur de charge MPPT "suit" la variation et ajuste le rapport entre la tension et le courant en conséquence pour fournir une puissance maximale à la batterie. C'est ainsi qu'il a reçu le nom de Maximum Power Point Tracker - MPPT.
Un contrôleur de charge MPPT en vaut-il la peine?
L'utilisation d'un contrôleur de charge MPPT présente de nombreux avantages. Il existe d'autres options de contrôleurs de charge disponibles, telles que le contrôleur shunt ou les technologies de modulation de largeur d'impulsion (PWM). L'utilisation de l'un de ces contrôleurs de charge non MPPT signifie que vous connectez essentiellement la batterie directement au module solaire. Mais lorsque vous utilisez le suivi du point de puissance maximale, vous bénéficierez d'une technologie de convertisseur DC-DC plus efficace par rapport aux autres options.
Un contrôleur de charge non MPPT, et généralement moins cher, chargera votre batterie avec la tension dictée par la batterie. La tension d'une batterie solaire entièrement chargée est supérieure à celle d'une batterie déchargée. Par conséquent, la quantité d'énergie solaire tirée par une batterie vide est généralement inférieure à celle d'une batterie pleine.
En comparaison, le contrôleur de charge MPPT utilisera la puissance totale du module et dictera la tension de l'état de charge de la batterie. Le contrôleur de charge MPPT maintiendra le courant et la tension à des niveaux optimisés où les modules fournissent le plus d'énergie.
Qu'est-ce qui est mieux, MPPT ou PWM?
Différentes options de contrôleurs sont disponibles sur le marché, et vous remarquerez peut-être que les contrôleurs de charge PWM sont moins chers qu'un MPPT.
Vous avez presque toujours besoin d'un contrôleur de charge dans un système solaire qui utilise un stockage par batterie. L'exception est que vous n'avez pas besoin d'un contrôleur de charge si vous n'avez que de petits panneaux de 1 à 5 watts. Mais si un panneau solaire produit plus de 2 watts pour chaque 50 ampères-heure de batterie, alors vous aurez besoin d'un contrôleur de charge. Alors, quelle est la différence entre les types de contrôleurs, 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 options de contrôleurs de charge sont des convertisseurs DC vers DC qui prennent la tension de sortie de vos panneaux solaires et la convertissent en tension, ce qui peut charger une banque de batteries solaires. Voici comment les deux options se comparent:
- Technologie généralement plus ancienne
- Souvent moins cher
- Plus simple et destiné aux petits systèmes
- Technologie plus récente
- Plus efficace
- Offrent une plus grande flexibilité de conception
- Peuvent être construits pour des systèmes plus grands
- Généralement plus chers
- Offrent 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 champ photovoltaïque (champ PV) de générer une tension supérieure à celle de la batterie sans perdre de puissance.
En comparaison, le contrôleur de charge PWM typique sur le marché ne peut que réguler la tension de sortie d'un champ PV, mais il ne peut pas réguler le courant. La capacité améliorée d'un MPPT est essentielle pour les grands systèmes PV, et elle permet une plus grande flexibilité dans la conception et les performances du système.
Un contrôleur de charge PWM maintient à peu près le même courant électrique que votre champ PV. Cela signifie que la puissance de sortie sera réduite. Un contrôleur de charge MPPT est une option supérieure car il surveillera votre champ PV pour déterminer le point de puissance maximale, puis utilisera cette information pour réguler à la fois la tension de sortie du champ PV et le courant. Cela signifie qu'un contrôleur de charge MPPT réduira la tension et augmentera le courant en même temps - tout en maintenant la puissance de sortie globale.
Pourquoi le MPPT est-il plus cher que le PWM?
Presque tous les contrôleurs solaires utiliseront la modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour faire varier la tension produite par un panneau pendant les différentes étapes de la charge de la batterie (flottant, charge en vrac, charge d'entretien, absorption, etc.). Mais les chargeurs MPPT (Maximum Power Point Tracking) ajoutent une logique supplémentaire (et donc des coûts supplémentaires) pour maintenir la batterie à son courant idéal (IMP) et le module solaire proche de sa tension idéale (VMP).
Un contrôleur de charge MPPT coûte plus cher car il permet une plus large gamme de modules et de températures/irradiations pour charger une tension de batterie particulière. En bref, c'est une fonctionnalité plus avancée qui rend votre système solaire plus efficace que les options PWM.
De quelle taille de MPPT ai-je besoin?
Lorsqu'il s'agit de dimensionner les contrôleurs de charge, vous devez d'abord décider si vous allez utiliser un contrôleur PWM ou MPPT. Le dimensionnement correct de votre contrôleur de charge solaire est une étape essentielle pour faire fonctionner votre système d'énergie solaire en toute sécurité. La taille de votre contrôleur de charge dépend du type de contrôleur de charge que vous avez; dans ce cas, nous allons examiner le dimensionnement des contrôleurs de charge MPPT.
Une fois que vous avez décidé d'acquérir un contrôleur de charge MPPT, votre prochaine question sera : de quelle taille ai-je besoin? Le choix de la bonne taille de contrôleur de charge MPPT nécessite quelques calculs, mais il est important de choisir la bonne taille. La sélection d'un contrôleur de charge incorrect peut entraîner une perte de puissance générée allant jusqu'à 50 %.
Un contrôleur de charge MPPT limite la puissance de sortie, donc théoriquement, vous pourriez rendre votre système d'énergie solaire aussi grand que vous le souhaitez, et le contrôleur de charge MPPT limitera le courant de sortie du champ à la limite maximale. Mais, si votre champ solaire est trop grand, l'énergie solaire risque d'être gaspillée car le contrôleur de charge MPPT limitera toujours la puissance de sortie. Il est donc recommandé de limiter votre champ solaire entre 110 % et 125 % de la puissance nominale maximale du contrôleur.
Pour choisir la bonne taille de contrôleur, multipliez le nombre de panneaux solaires par les watts pour déterminer le total des watts du champ solaire. Ensuite, divisez le total des watts par la tension de votre parc de batteries solaires pour déterminer les ampères. Enfin, ajoutez 25 % pour tenir compte des basses températures et arrondissez à l'unité supérieure. Notez que les contrôleurs de charge solaire sont toujours évalués et dimensionnés en fonction du courant du champ de panneaux solaires et de la tension du système.
Pour un système solaire plus petit, vous pouvez effectuer les calculs vous-même pour déterminer la bonne taille. Mais les choses peuvent se compliquer si vous avez un système de panneaux solaires plus grand. Si vous n'êtes pas sûr de la taille de votre contrôleur de charge, demandez à votre entrepreneur solaire de consulter nos calculateurs de panneaux solaires ou contactez notre équipe pour des conseils professionnels.
En première étape, nous vous recommandons d'utiliser notre calculateur de panneaux solaires Renogy. Cela vous aidera à dimensionner vos panneaux solaires et votre contrôleur de charge, ainsi que tous les autres composants de votre système.
Conclusion
Si vous souhaitez utiliser le stockage solaire, un contrôleur de charge sera un élément essentiel de votre système d'énergie solaire. Que vous souhaitiez vivre dans une cabane hors réseau, une petite maison ou un VR, les contrôleurs de charge seront un élément essentiel de votre installation solaire.
Effectuer des recherches sur les types de contrôleurs et peser vos différentes options vous assurera de sélectionner le meilleur contrôleur de charge solaire de la bonne taille pour créer un système d'énergie solaire très efficace.
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