Comment marche un système solaire autonome
Six pièces qui se passent l'énergie, du soleil jusqu'à tes appareils. Touche une pièce pour savoir à quoi elle sert, les mots à connaître avant de magasiner, et l'erreur que tout le monde fait.
Entre chaque pièce : du fil de la bonne grosseur et un fusible. Voir pourquoi
Le jour
Les panneaux produisent. Le contrôleur remplit les batteries, et tes appareils prennent ce qu'il leur faut au passage.
Le soir et la nuit
Les batteries prennent le relais. L'onduleur en tire le courant des prises pour tes appareils.
Les jours gris et l'hiver
La génératrice et le chargeur remplissent les batteries quand le soleil ne suffit pas.
Les panneaux solaires
Ils transforment la lumière en électricité, en courant continu. C'est la lumière qui compte, pas la chaleur : un panneau produit même mieux par une journée froide et claire.
Les mots à connaître
- Watts (W)
- La puissance au meilleur, mesurée en laboratoire. Dehors, compte environ 80 % de ce chiffre.
- Voc
- La tension du panneau quand rien n'est branché. Elle monte quand il fait froid, et c'est elle qui doit rester sous la limite du contrôleur.
- Monocristallin
- Le type courant aujourd'hui, tout noir. C'est lui qui produit le plus pour la place qu'il prend.
- Biface
- Il capte aussi par en dessous. Utile au-dessus de la neige ou d'un sol pâle.
L'erreur classique : Laisser une branche, une antenne ou une cheminée faire de l'ombre sur un coin. Un petit bout d'ombre peut couper une bonne partie de la production de tout le panneau.
Le contrôleur de charge
Il se place entre les panneaux et les batteries. Il envoie le bon courant pour remplir les batteries, sans jamais les surcharger.
Les mots à connaître
- MPPT
- Le bon type. Il tire de 20 à 30 % de plus de tes panneaux et accepte des panneaux branchés en série.
- PWM
- Le petit modèle pas cher. Correct pour un seul petit panneau, mais il gaspille une partie de la production.
- Tension maximale d'entrée
- La limite à ne jamais dépasser, même par -30 °C, quand les panneaux donnent leur tension la plus haute.
- Ampères de sortie
- Le courant qu'il peut pousser dans les batteries. En gros : watts des panneaux ÷ tension des batteries, plus une marge.
L'erreur classique : Brancher trop de panneaux en série. Par grand froid, leur tension monte et peut griller le contrôleur. Vérifie toujours avec la Voc et la température la plus froide de l'endroit.
Les batteries
C'est le réservoir. Elles gardent l'énergie du jour pour le soir, la nuit et les journées grises.
Les mots à connaître
- Ampères-heures (Ah)
- La capacité, mais seulement avec la tension : 100 Ah en 12 V, c'est 1 200 Wh ; 100 Ah en 24 V, c'est 2 400 Wh.
- Wattheures (Wh)
- La vraie mesure de l'énergie. C'est elle qu'il faut comparer d'une batterie à l'autre.
- Acide, AGM ou gel
- Pas chères, mais on n'en utilise que la moitié : sous 50 %, elles s'usent vite. Lourdes.
- Lithium (LiFePO4)
- Plus chères au départ, légères, on en utilise presque tout et elles durent bien plus longtemps. Elles ne se rechargent pas sous 0 °C, sauf les modèles chauffés.
L'erreur classique : Comparer deux batteries par leurs Ah sans regarder la sorte. 100 Ah au lithium donnent presque deux fois plus d'énergie utilisable que 100 Ah à l'acide.
L'onduleur
Les batteries donnent du courant continu en 12, 24 ou 48 V. L'onduleur le transforme en courant de prise, comme à la maison (120 V en Amérique du Nord, 230 V dans la plupart des autres pays), pour brancher tes appareils ordinaires.
Les mots à connaître
- Onde sinusoïdale pure
- Un courant propre comme celui du réseau. C'est ça qu'il faut : les moteurs, les chargeurs et l'électronique l'aiment.
- Onde modifiée
- Moins cher, mais certains appareils chauffent, bourdonnent ou ne marchent pas du tout.
- Watts continus et de pointe
- Continus : ce qu'il donne longtemps. Pointe : le coup de départ. Un frigo ou une pompe demandent 3 à 5 fois leur puissance pour démarrer.
- Consommation à vide
- Allumé, un onduleur brûle de l'énergie même quand rien ne marche. Éteins-le quand tu n'en as pas besoin.
- Onduleur-chargeur
- Un onduleur qui sert aussi de chargeur de batterie quand tu branches une génératrice.
L'erreur classique : Acheter le plus gros onduleur « au cas où ». Il consomme plus à vide et demande de plus gros fils. Additionne les appareils qui marchent en même temps, et garde une marge pour les démarrages.
Appareils
Tout part d'eux. Ce que tu veux faire marcher, et combien de temps, décide de la grosseur de tout le reste.
Les mots à connaître
- Watts × heures = Wh
- Une lumière DEL de 10 W allumée 5 heures, c'est 50 Wh. Additionne tous tes appareils pour avoir ta journée.
- Ordres de grandeur
- Lumière DEL : environ 10 W. Recharge de téléphone : environ 10 Wh. Télé : 50 à 100 W. Petit frigo efficace : 300 à 600 Wh par jour.
- Appareils 12 V
- Lumières, pompe à eau, frigo de roulotte ou de bateau : branchés directement sur la batterie, ils évitent les pertes de l'onduleur.
L'erreur classique : Vouloir chauffer à l'électricité : chaufferette, plinthe, cafetière, sèche-cheveux, four. Tout ce qui chauffe demande énormément d'énergie. Au propane ou au bois, c'est bien mieux.
La génératrice et le chargeur
Le renfort. L'hiver, ou après quelques jours gris, les panneaux ne suffisent pas. La génératrice recharge alors les batteries à travers un chargeur.
Les mots à connaître
- Chargeur de batterie
- Il transforme le 120 V de la génératrice en courant pour les batteries. Ses ampères décident de la vitesse de recharge.
- Génératrice silencieuse (inverter)
- Économe : elle ralentit quand on lui demande peu. Idéale pour recharger des batteries.
- Génératrice de chantier
- Elle tourne à plein régime tout le temps, même pour charger une petite batterie. Elle brûle plus d'essence.
- Absorption
- La fin de la recharge d'une batterie à l'acide. Elle est lente, peu importe la grosseur du chargeur.
L'erreur classique : Faire tourner la génératrice jusqu'à 100 % avec des batteries à l'acide. Les derniers 20 % prennent des heures. Recharge jusqu'à 80 %, et laisse le soleil finir le travail.
Les fils et les fusibles
Ils relient toutes les pièces. En 12 V, les courants sont forts : un fil trop petit chauffe et gaspille de l'énergie, et un court-circuit sans fusible peut mettre le feu.
Les mots à connaître
- Calibre (AWG)
- La grosseur du fil. Attention : plus le chiffre est petit, plus le fil est gros.
- Chute de tension
- L'énergie perdue en chaleur dans un fil trop long ou trop petit. Les appareils marchent mal et les batteries se rechargent moins bien.
- Fusible de batterie
- Le plus important, tout près de la borne + de la batterie. Il protège contre un court-circuit, qui peut faire fondre un fil.
- Sectionneur
- Un interrupteur pour tout couper pendant l'entretien ou en cas de problème.
L'erreur classique : Ne pas mettre de fusible près de la batterie. En court-circuit, une batterie peut donner des centaines d'ampères d'un coup. Pour brancher le système dans le panneau électrique d'un bâtiment, fais appel à un électricien.
12, 24 ou 48 V ?
C'est la tension de tes batteries. Plus elle est haute, plus le courant est faible pour la même puissance : des fils plus petits et moins de pertes.
Pour la même puissance de 2 400 W, le courant et le câble qu'il faut :
12 V
222 A · câble 2/0
Les petits systèmes : roulotte, van, bateau, cabanon. Les appareils 12 V s'y branchent directement.
24 V
111 A · câble 2
Les systèmes moyens, quand l'onduleur dépasse 1 500 à 2 000 W. Un chalet simple, un camp.
48 V
56 A · câble 8
Les gros systèmes : un chalet tout équipé, une maison. Le standard des gros onduleurs.
Prêt à calculer ?
Dis ce que tu veux faire marcher et où : on te propose le système qu'il te faut.
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