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Sélection du régulateur de charge solaire

Choisir son régulateur de charge solaire :

 

Recommandations générales pour la sélection du régulateur de charge solaire, source steca.

Le régulateur de charge solaire est l’élément central d’un système en îlotage. Il contrôle le flux énergétique dans l’ensemble du système et est essentiel pour le fonctionnement et la durée de vie. Un régulateur de charge solaire adapté doit donc être soigneusement sélectionné.

Le coût du régulateur de charge solaire n’est que de 3 à 5 % comparé au coût total d’un système en îlotage.

Il reste toutefois l’élément le plus important du système. L’achat d’un régulateur de charge solaire de haute qualité et fiable d’une gamme de prix élevée est très vite amorti, car ce dernier contribue de manière significative à améliorer la longue durée de vie de la batterie et donc de réduire le coût total du système de manière considérable.

Sélection de la topologie

Les régulateurs de charge solaires sont disponibles sous forme de régulateurs shunt hybrides, de régulateurs de charge en série ou de dispositifs de poursuite du point de puissance maximale (trackers MPP). Selon les exigences de l’application, il faudrait sélectionner la topologie la mieux adaptée.

Les régulateurs de charge à commutation comme les régulateurs de charge shunt ou série peuvent être utilisés pour les systèmes 12 V uniquement en combinaison avec des panneaux solaires 36 cellules. Dans le cas des systèmes à 24 V ou 48 V, deux panneaux solaires 36 cellules (24 V) ou deux panneaux solaires 72 cellules (48 V), doivent être montés en série pour former un string.

Les régulateurs de charge en série sont parfaitement adaptés pour les petites applications et les systèmes maison solaire. Les régulateurs shunt sont recommandés pour les grandes applications et les systèmes hybrides, car ceux-ci présentent moins de pertes de puissance en cas de charge.

En raison de leur bonne compatibilité électromagnétique, l’utilisation des régulateurs shunt est également recommandée pour les applications de télécommunication.

Un régulateur de charge solaire avec tracker MPP doit être utilisé dans le cas de l’utilisation de panneaux solaires n’étant pas composés de 36 ou de 72 cellules. Cela inclut la plupart des panneaux solaires optimisés pour les installations couplées au réseau ainsi que tous les panneaux à couche mince.
Plus la température annuelle moyenne est basse et plus il est important d’assurer une recharge efficace des batteries déchargées, plus il est recommandé d’utiliser un dispositif de poursuite du point de puissance maximale, même lorsque des panneaux standard 36 cellules sont utilisés.

Conception d’un régulateur de charge solaire

Lors de la conception des régulateurs de charge à commutation, le courant de court-circuit (Isc) des panneaux solaires est la caractéristique essentielle (dans des conditions STC). Steca recommande généralement de concevoir le régulateur de charge solaire dans de grandes dimensions. Le courant nominal du régulateur de charge solaire devrait être supérieur d’environ 20 % de la somme de courant de court-circuit de tous les panneaux solaires raccordés.

Pour les régulateurs de charge avec tracker MPPT, deux critères sont essentiels : d’une part, la somme de la puissance en Wc de tous les panneaux solaires raccordés, ne doit pas dépasser la puissance d’entrée maximale du régulateur de charge solaire. D’autre part, la tension à vide (Uoc) de tous les panneaux solaires éventuellement montés en série, ne doit jamais dépasser la tension d’entrée maximale du régulateur de charge solaire. Il convient d’être prudent ici en raison surtout de la dépendance en température de la tension à vide des panneaux solaires. Cette tension augmente en effet lorsque la température baisse. Sur la base de la température la plus faible de l’application, il convient de calculer la tension à vide du panneau solaire à l’aide du coefficient de température spécifié dans la fiche technique du panneau. La tension d’entrée maximale du régulateur de charge solaire doit être supérieure à cette tension.

Interface utilisateur

Si le régulateur de charge solaire est utilisé dans le cadre d’une application où des personnes vivent avec le système, il est important que ce régulateur soit équipé d’un grand écran LC qui affiche les états de service à travers des symboles. Pour informer l’utilisateur sur le système et son mode d’utilisation, le régulateur de charge solaire doit être équipé d’un compteur d’énergie intégré.

Dans le cas d’applications purement techniques, comme des systèmes d’éclairage solaire nocturne, un régulateur de charge solaire avec un simple affichage DEL, est suffisant.

Câbles et construction

Pour assurer une longue durée de vie, il est important d’utiliser des régulateurs de charge solaire robustes et de les raccorder à la batterie via des câbles courts et épais. L’appareil doit toujours être fixé sur un mur non inflammable et directement au-dessus de la batterie. L’important est de laisser suffisamment d’espace libre tout autour du régulateur de charge solaire afin qu’il puisse suffisamment être refroidi par l’air ambiant. Dans tous les cas, il convient d’observer les instructions dans les manuels d’utilisation.

Fonctions supplémentaires

Dans les applications utilisant des onduleurs en îlotage ou des systèmes hybrides, il est judicieux d’utiliser des régulateurs de charge solaire avec fonctions supplémentaires. Une possibilité de raccordement aux onduleurs en îlotage pour la communication et la coordination des appareils est une condition préalable pour obtenir un onduleur ou un système hybride efficace. En outre, pour les systèmes hybrides, des fonctions spéciales pour la gestion énergétique, sont d’une importance centrale.

 Légende :
A     Panneaux photovoltaïques
B     Régulateur de charge solaire
C     Batterie
D     Onduleur sinusoïdal
E     Boîte de jonction du générateur
F     Consommateur de courant
       (12 V ... 48 V DC, 115 V ... 230 V AC)