Une fois que la taille et le type des panneaux solaires ont été déterminés, il est essentiel de faire preuve de prudence lors du choix d’un autre élément crucial de votre installation. Le régulateur de charge solaire est presque aussi important que les panneaux solaires eux-mêmes.
Un excellent régulateur de charge solaire améliorera le rendement du système tout en garantissant la sécurité des batteries. En revanche, un régulateur de charge inadapté entraîne un gaspillage d'énergie solaire. Il risque également d'endommager votre parc de batteries, ce qui pourrait entraîner des dommages s'élevant à plusieurs milliers de dollars.
Qu'est-ce qu'un régulateur de charge solaire?
Les régulateurs de charge sont installés entre les panneaux solaires et les batteries. Comme leur nom l'indique, ces régulateurs régulent la puissance fournie par vos panneaux solaires et l'acheminent vers les batteries et, parfois, vers la charge en courant continu.
L'une des missions essentielles des régulateurs consiste à empêcher la surcharge des batteries, car cela peut causer de graves dommages à celles-ci.
Autres avantages :
De plus, la plupart des régulateurs de charge sont équipés d’une une protection contre les surcharges. Lorsque l'énergie produite par les panneaux est supérieure à ce que le système peut supporter, cette fonctionnalité est essentielle, car une surcharge peut entraîner de nombreux problèmes, tels qu'une surchauffe, voire un incendie.
Les régulateurs de charge solaire sont conçus pour protéger les batteries contre la décharge excessive en déconnectant les charges non essentielles lorsque la tension baisse.
Comment les régulateurs de charge régulent-ils la quantité d'énergie ?
Il existe deux types de régulateurs : la modulation de largeur d'impulsion (PWM) et le suivi du point de puissance maximale (MPPT).
Les régulateurs PWM régulent le flux d'énergie provenant des panneaux en réduisant progressivement le courant grâce à un procédé appelé « modulation de largeur d'impulsion ». Le PWM transfère l'énergie en fonction de l'état de la batterie. Bien qu'efficace, ce système ne fonctionne de manière optimale qu'avec une installation de petite taille et une faible consommation d'énergie.
À l'inverse, un système plus complexe aura du mal à fonctionner dans des conditions moins favorables. En revanche, les régulateurs de charge solaire à modulation d'impulsions (PWM) sont proposés à des prix plus abordables et permettent de recharger des batteries profondément déchargées.
À l'inverse, les régulateurs de charge MPPT se connectent à des panneaux solaires configurés pour une sortie haute tension. Ces régulateurs régulent le courant acheminé vers les batteries. Ils sont spécialement conçus pour fonctionner avec des installations plus complexes et de plus grande envergure, et permettent d'augmenter le rendement énergétique des installations solaires jusqu'à 90 %.
La tension d'entrée pouvant augmenter considérablement par rapport aux régulateurs PWM, un régulateur MPPT permet d'utiliser des câbles plus longs pour acheminer l'énergie des panneaux solaires vers les batteries.
Régulateurs de charge PWM ou MPPT : lequel choisir ?
La première question à laquelle vous devez répondre est la suivante : « S'agit-il d'une grande installation photovoltaïque ? » Si la réponse est « oui », vous aurez très probablement besoin d'un régulateur de charge solaire MPPT, car celui-ci vous garantira davantage de stabilité et d'efficacité.
Même si vous prévoyez d'installer votre système dans une camionnette ou un camping-car et qu'il s'agira d'un petit système, les modules PWM ne constituent pas toujours une solution adaptée, car ils ne sont pas suffisamment efficaces dans les régions qui ne bénéficient pas d'un ensoleillement suffisant tout au long de l'année.
Nous vous recommandons donc d'investir davantage dans des régulateurs de charge solaire MPPT afin de bénéficier d'un rendement supérieur et d'une plus grande flexibilité dans la conception de votre installation photovoltaïque.
Comment choisir correctement la puissance d'un régulateur de charge solaire ?
Commencez par déterminer la capacité de la batterie et la puissance de production du système photovoltaïque. Le choix des panneaux solaires peut s'avérer difficile au premier abord ; cependant, une fois que vous avez déterminé le type de panneau solaire qui vous convient, vous pouvez diviser la puissance totale produite par la puissance en watts de chaque panneau et le nombre de panneaux solaires dont vous avez besoin.
En ce qui concerne les batteries, l'essentiel est de s'assurer que le système dispose d'une autonomie de 24 heures, au moins lorsque les panneaux solaires ne produisent pas d'électricité. Il faut également déterminer si vous souhaitez un système en 12 V, 24 V ou 48 V. La plupart des régulateurs MPPT de nouvelle génération peuvent fonctionner avec des batteries dont la tension de sortie peut atteindre 48 V.
Pour choisir le MPPT adapté, il suffit d'appliquer la loi d'Ohm et de diviser la puissance nominale du générateur solaire par la tension de la batterie ; vous obtiendrez ainsi l'ampère-heure souhaité pour votre MPPT, qui correspond au courant maximal de charge de la batterie. (Consultez l'exemple ci-dessous)
Les régulateurs de charge solaire sont également classés en fonction d'un autre paramètre : la tension maximale du système de panneaux solaires.
Quelle est la tension maximale d'un système de panneaux solaires ?
Les panneaux solaires sont raccordés en série ou en parallèle, ou, dans le meilleur des cas, selon une configuration hybride associant les deux, afin de répondre à toutes les exigences des onduleurs en matière de tension et d'intensité.
En connectant des panneaux solaires en série, on additionne la tension de chaque panneau, ce qui facilite le transfert d'énergie par les câbles. Quant au raccordement en parallèle, il augmente l'intensité du courant et permet aux autres panneaux solaires de continuer à fonctionner même si l'un d'entre eux tombe en panne. Ainsi, un ensemble de 5 panneaux solaires présentant une tension en circuit ouvert de 23, connectés en série, atteint une tension maximale de 115.
Pour finir :
Nous savons que l'intensité maximale du système est de 41,6 ampères et que la tension maximale est de 115 volts. Par mesure de sécurité, nous recommandons de multiplier ces valeurs par 1,25 afin de protéger l'ensemble des équipements contre d'éventuelles hausses ou surtensions. L'intensité à prendre en compte devrait donc être proche de 52 ampères et la tension d'environ 143 V.
En examinant les régulateurs de charge solaire disponibles, on constate qu'il est généralement peu probable que les valeurs exactes existent. C'est pourquoi nous nous intéressons à ceux qui s'écartent le moins de nos valeurs nominales.
Dans ce cas, le Smart Solar MPPT 150/60 dispose d’une tension maximale suffisamment élevée et peut prendre en charge le courant des panneaux solaires.
Comment surveiller le régulateur de charge solaire ?
Presque toutes les manettes sont équipées de ports USB qui permettent de les connecter à un ordinateur portable.
Certains régulateurs de charge, comme le Smart Solar de Victron Energy, sont équipés d'un module Bluetooth intégré. Vous pouvez utiliser l'application mobile Victron Connect pour vous y connecter directement ou pour les surveiller à distance.
De plus, certains régulateurs de charge sont équipés d'écrans LCD qui permettent de surveiller leurs performances sur place.
Notre sélection des meilleurs régulateurs de charge solaire
Au cours des dernières années, nous avons réalisé de nombreuses installations avec différentes marques nécessitant un régulateur de charge, depuis nos installations chez Kanwata Outfitter jusqu’à notre toute dernière innovation, le Li-Cube. Les régulateurs de charge MPPT Smart Solar de Victron Energy comptent parmi les meilleurs du marché, grâce à leur rendement exceptionnel et à leur facilité d'installation et de programmation.
Le régulateur de charge MPPT peut être installé avec tous les parcs de batteries, qu'il s'agisse de batteries au lithium ou au plomb, afin d'améliorer le rendement du système comme jamais auparavant.
Le Smart Solar 250 V/100 A est équipé d'une fonction Bluetooth intégrée et offre la possibilité d'ajouter un écran Victron Display pour faciliter la surveillance.
Le régulateur de charge Victron SmartSolar est équipé d'un système de suivi du point de puissance maximale (MPPT) ultra-rapide qui améliore le rendement énergétique de 30 % par rapport aux régulateurs PWM et jusqu'à 10 % par rapport aux régulateurs MPPT plus lents. Cela est particulièrement vrai par temps nuageux, lorsque l'intensité lumineuse varie en permanence.