Le photovoltaïque et ses éléments

 Le photovoltaïque et ses éléments

Guide 1 : Quel type de panneau solaire photovoltaïque choisir ?

Les panneaux solaires offrent de formidables possibilités, et nous nous intéresserons dans ce guide à l'une d'entre elles : l'utilisation en site isolé, notamment pour la recharge de batteries.



Il faudra tout d'abord faire votre choix sur la technologie (le type) du module photovoltaïque, communément appelé "panneau solaire".



Un certain nombre de technologies existent, les plus courantes pour l'utilisation qui nous intéressent étant :

Les panneaux solaires amorphes

Le rendement est relativement bas, généralement entre 6 et 7%, ce qui veut dire que le panneau doit être plus grand pour produire la même chose qu'un panneau monocristallin, plus répandu. Il ne s'agit donc pas du choix idéal dans notre cas, ou nous recherchons un encombrement réduit.

Les panneaux solaires polycristallins

Le rendement est généralement situé entre 12 et 14%. La surface à un joli aspect bleuté, mais le rendement n'est toujours pas aussi bon que pour les modules monocristallins.


Il s'agissait des panneaux les plus répandus du fait de leur faible coût de conception, mais ceux-ci se font remplacer peu à peu par les monocristallins, ayant un meilleur rendement (moins de surface pour une puissance identique), leur coût étant sensiblement le même.

Les panneaux solaires monocristallins

Il s'agit des modules photovoltaïques les plus vendus aujourd'hui. Le rapport qualité/prix est désormais très intéressant, et le rendement est en général situé entre 13 et 15%.


Il s'agit de la technologie la plus répandue sur les sites isolés, qu'il s'agisse d'une utilisation en camping car, caravane, voilier, chalet etc.

Les panneaux solaires monocristallins nouvelle génération

Elysun Store propose désormais la nouvelle génération de panneaux solaires monocristallins, à base de cellules Sunpower.


Il s'agit toujours de panneaux monocristallins, mais les cellules sont améliorées par divers procédés : contacts sur face arrière, finesse de coupe, qualité du silicium ... Ce qui permet d'atteindre plus de 18% de rendement sur le module photovoltaïque, et une meilleure production par mauvais temps !


Avec ce type de panneaux, la surface peut atteindre plus de 50% de moins par rapport à un panneau traditionnel. Il s'agit donc du produit idéal lorsque la surface disponible n'est pas très grande : toiture de camping car ou de caravane, utilisation sur yacht ou voilier etc.


Le côté esthétique est d'ailleurs grandement amélioré.



Vous l'aurez compris, tout est une question d'espace disponible, ainsi que de budget.


De manière générale, il sera toujours mieux d'optez pour un panneau de type monocristallin, idéalement de nouvelle génération.


Vous optimiserez alors votre installation avec un panneau plus petit, plus esthétique, et surtout plus puissant et productif.

Guide 2 - Quelle puissance de panneau solaire photovoltaïque choisir ?

Afin de déterminer quelle puissance de panneau solaire est nécessaire, il faut prendre en compte les différents critères relatifs à l'utilisation.

De manière simplifiée, il faut se poser les questions suivantes :

Question 1 : Qu'est ce que mon installation doit alimenter : éclairage ? TV ? chargeurs de téléphones ?


Question 2 : Quelle est la puissance consommée par ces appareils et combien de temps vont-ils rester en fonctionnement chaque jour ?


Question 3 : S'agit-il d'une utilisation ponctuelle en période estivale, ou d'une utilisation annuelle ?

En cas d'utilisation annuelle, il faudra rajouter au minimum 30% supplémentaire de marge de sécurité, afin de prendre en compte les pertes de rendement en hiver.

Exemple : 

Je veux acheter un panneau solaire pour ma caravane. Je dispose de 3 ampoules de 30W qui sont allumées environ 2 heures par jour, d'une TV de 50W qui est allumée 1h par jour et d'une petite chaine hifi consommant 20W qui est allumée 1h par jour.

La première étape consiste à calculer la puissance consommée, au total, pour chaque élément éléctrique :

3 ampoules de 30W, 2 heures par jour : 3 x 30w = 90w par heure, pendant deux heures, soit 90w x 2h = 180 Wh



1 TV de 50W, 1 heure par jour : 1 x 50W = 50w par heure, pendant 1 heure, soit 50w x 1h = 50 Wh




1 chaine HiFi de 20W, 1 heure par jour : 1 x 20W = 20w par heure, pendant 1 heure, soit 20w x 1h = 20 Wh

TOTAL : nous avons donc une consommation quotidienne de 180 Wh + 50 Wh + 20 Wh = 250 Wh

Cela veut donc dire que mon besoin énergétique quotidien est de 250 Wh. En d'autres termes, il faut que je produise un minimum de 250 Wh pour au moins équilibrer ma consommation.





Alors dans tout cela, quelle puissance de panneau choisir ? C'est très simple : en moyenne, en France, il faut compter 5 heures d'ensoleillement. Si vous prenez un panneau solaire de 100W, cela veut donc dire qu'en moyenne, vous pourrez espérer 100W x 5 heures = 500 Wh par jour.



Il s'agit bien entendu d'un calcul simpliste et inexact, mais qui vous donnera tout de même une bonne idée de ce que vous pouvez espérer : en effet, dans la réalité, de nombreux critères interviennent, tels que la température du panneau solaire, son inclinaison et orientation, sa position géographique etc.

Reprenons notre exemple :

Notre besoin quotidien est de 250 Wh, et nous avons en moyenne 5 heures d'ensoleillement. Nous pouvons donc estimer qu'il faut diviser ces 250 Wh par le nombre d'heures de soleil, soit 250 Wh / 5 = 50 W.



J'ai donc besoin d'un panneau solaire ayant une puissance minimum de 50 W pour couvrir mon besoin quotidien. Un conseil général : n'hésitez pas à surévaluer votre besoin, afin d'appliquer une marge de sécurité. Prenez ainsi une puissance toujours supérieure si votre budget le permet.

Guide 3 : Quelle batterie choisir pour mon installation photovoltaïque ?

Plusieurs sortes de batteries existent pour les sites isolés, les plus répandues étant les batteries plomb-acide et les batteries au gel. Les batteries au gel seront généralement plus cher, mais tiendront plus longtemps.



Remarque importante : optez toujours pour des batteries spécialisées pour sites isolés. Il s'agit de batteries conçues pour pouvoir effectuer un grand nombre de cycles de charge / décharges, et qui permettent également de se décharger à plus de 65%.



Par exemple, choisir des batteries de voiture ne serait vraiment pas bon : ces batteries sont conçues pour délivrer une grande puissance pendant très peu de temps, et pas pour subir un grand nombre de cycles de charges / décharges. La batterie sera alors détériorée bien trop rapidement par rapport à une batterie spécifique.



De manière générale, les batteries ont une tension de 12V, et une capacité exprimé en Ah (ampères/heure). C'est cette capacité que nous allons déterminer dans le guide suivant.

Guide 4 : Quelle capacité de batterie choisir pour mon installation photovoltaïque ?

Nous allons reprendre notre exemple, avec un besoin quotidien de 250 Wh. (Guide 2).

La première chose à vérifier est la tension de la batterie. Dans la plupart des cas, il s'agit de batteries de tension 12 V.



Voici une règle d'électricité très simple : Puissance = Tension x Intensité, soit Intensité = Puissance / Tension.



Dans notre cas, nous avons donc Intensité = 250 Wh / 12V = 20.8 Ah.



Notre besoin quotidien, avec une (ou plusieurs) batterie(s) de 12V est donc de 20.8 AH.



Attention : comme je le disais plus haut, il ne faut pas oublier que la batterie ne doit jamais se décharger complétement. En général, nous prendrons des batteries sites isolés prévues pour supporter au moins 60% de décharge, ce qui veut dire que nous ne pourrons utiliser que 60% de la capacité de la batterie pour ne pas l'user prématurément. En d'autres termes : il faut majorer la capacité de la batterie en fonction, soit 40%.



Résultat : 20.8 Ah x 1.4 = 29.1 Ah. Il faudra donc une capacité de batterie minimum d'environ 30 Ah pour subvenir aux besoin quotidiens.




Remarque importante : encore une fois, n'hésitez pas à augmenter votre capacité si votre budget le permet. Il s'agit ici du minimum théorique qui ne tient pas compte d'un certain nombre de critères techniques. Appliquez par exemple 30% de marge supplémentaire pour ne pas avoir de coupure : mieux vaut plus que pas assez !

Guide 5 : Calculateur automatique de panneau solaire et de capacité batterie

Dans les guides précédents, nous avons pu apprendre à calculer manuellement la puissance du panneau nécessaire, ainsi que la capacité de batterie nécessaire. (Voir : Guide 2 : Choisir la puissance de son panneau solaire et Guide 4 : Choisir la capacité batterie).



Elysun Store vous simplifie la vie et a réalisé pour vous ce calculateur, vous permettant de tout calculer automatiquement.



Il ne vous reste qu'à saisir le type d'appareils électrique, leur nombre, leur consommation et leur durée de fonctionnement, et le tour est joué.



Equipement



Quantité

Puissance (Watt)

Temps d'utilisation / jour

Conso. / jour (WH)



Ampoules

Watts

minutes

120 Wh



TV 

Watts

minutes

75 Wh



Réfrigérateur

Watts

minutes

0 Wh



Micro-ondes

Watts

minutes

0 Wh



Chaine Hifi

Watts

minutes

0 Wh



Réveil

Watts

minutes

0 Wh



Ordinateur portable

Watts

minutes

0 Wh



Chargeur téléphone

Watts

minutes

5 Wh



Autres

Watts

minutes

0 Wh



Total

Heures d'ensoleillement

Tension batterie

V

Décharge maximum de la batterie

%



Paramètres avancés

200 Wh par jour

Capacité de batterie estimée (minimum) : 23 Ah

Puissance de panneau estimée (minimum) : 40 W





Lien internet : http://www.equiper-mon-bateau.com/calculateur-panneau-batterie.html